광학과 전자는 양자 현상으로 연결됩니다.
Würzburg의 양자 물리학자이자 ct.qmat의 공동 대변인인 Ralph Claessen 교수가 이끄는 국제 연구팀이 이제 중요한 발견을 했습니다. “처음으로 우리는 위상 절연체에서 엑시톤으로 알려진 준입자를 생성하고 실험적으로 감지할 수 있었습니다. 따라서 우리는 다음을 위한 새로운 툴킷을 만들었습니다. 고체 물리학 전자를 광학적으로 제어하는 데 사용할 수 있습니다.”라고 Claessen은 말합니다. "이 원리는 새로운 유형의 전자 부품의 기초가 될 수 있습니다."
크레딧: 뷔르츠부르크 대학교
엑시톤은 전자 준입자입니다. 독립적인 입자처럼 행동하는 것처럼 보이지만 실제로는 특정 유형의 양자 물질에서만 생성될 수 있는 여기된 전자 상태를 나타냅니다. Claessen은 “우리는 단 하나의 단일 원자층으로 구성된 박막에 짧은 광 펄스를 적용하여 엑시톤을 생성했습니다. 특이한 점은 엑시톤이 토폴로지 절연체에서 활성화된다는 것입니다. 이전에는 불가능했던 일입니다. "이것은 토폴로지 절연체에 대한 완전히 새로운 연구 라인을 열었습니다."라고 Claessen은 덧붙입니다.
약 XNUMX년 동안 엑시톤은 다른 XNUMX차원 반도체에서 조사되었으며 광구동 구성요소의 정보 캐리어로 간주되었습니다. “처음으로 우리는 위상 절연체에서 여기자를 광학적으로 여기시키는 데 성공했습니다. 빛과 엑시톤 사이의 상호 작용은 이러한 물질에서 새로운 현상을 기대할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 이 원리는 큐비트를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.”라고 Claessen은 말합니다.
Qubits는 양자 칩의 컴퓨팅 단위입니다. 기존의 비트보다 훨씬 우수하며 기존의 슈퍼컴퓨터가 문자 그대로 몇 년이 걸리는 작업을 몇 분 안에 해결할 수 있습니다. 전기 전압 대신 빛을 사용하면 처리 속도가 훨씬 빠른 양자 칩이 가능합니다. 따라서 최신 연구 결과는 미래를 위한 길을 열어줍니다. 양자 기술 마이크로 전자 공학의 차세대 광 구동 장치.
Würzburg의 글로벌 전문성
올바른 출발 물질이 중요합니다. 이 경우 비스무텐입니다. XNUMX년 전 연구실에서 처음으로 위상 절연체를 맞춤 제작한 Claessen은 “그것은 기적의 재료 그래핀의 무거운 형제입니다. “우리는 이 분야의 글로벌 리더입니다.”라고 그는 덧붙입니다.
"우리의 정교한 재료 설계로 인해 단일 층의 비스무텐 원자는 그래핀과 같은 벌집 패턴으로 배열됩니다. 차이점은 비스무텐의 무거운 원자가 그것을 위상학적으로 만든다는 것입니다. 절연체이는 상온에서도 손실 없이 가장자리를 따라 전기를 전도할 수 있음을 의미합니다. 이것은 그래핀으로는 할 수 없는 일입니다.”
엄청난 잠재력
이제 연구팀은 토폴로지 절연체 처음으로 준입자 자체에 관심이 집중되고 있습니다.
ct.qmat의 과학자들은 비스무텐의 위상학적 특성이 엑시톤으로 전달되는지 여부를 조사하고 있습니다. 이것을 과학적으로 증명하는 것이 연구원들이 주목하는 다음 이정표입니다. 비토폴로지 큐비트에 비해 특히 강력한 것으로 간주되는 토폴로지 큐비트의 구성을 위한 길을 열 수도 있습니다.
