La imagen muestra la generación óptica de triones en diselenuro de tungsteno de una sola capa. Crédito:Erfu Liu, UC Riverside.
Muevete a un lado, electrones es hora de dar paso al trion.
Un equipo de investigación dirigido por físicos de la Universidad de California, Orilla, ha observado, caracterizada, y triones oscuros controlados en un semiconductor:diselenuro de tungsteno de capa única ultralimpio (WSe 2 ) —Una hazaña que podría aumentar la capacidad y alterar la forma de transmisión de la información.
En un semiconductor, como WSe 2 , un trión es un estado cuántico ligado de tres partículas cargadas. Un trión negativo contiene dos electrones y un agujero; un trion positivo contiene dos huecos y un electrón. Un agujero es la vacante de un electrón en un semiconductor, que se comporta como una partícula cargada positivamente. Debido a que un trión contiene tres partículas que interactúan, puede transportar mucha más información que un solo electrón.
La mayoría de los aparatos electrónicos actuales utilizan electrones individuales para conducir electricidad y transmitir información. Como triones llevan carga eléctrica neta, su movimiento puede ser controlado por un campo eléctrico. Trions puede, por lo tanto, también se pueden utilizar como soportes de información. En comparación con los electrones individuales, triones tienen índices controlables de giro e impulso y una rica estructura interna, que se puede utilizar para codificar información.
Los triones se pueden clasificar en triones brillantes y oscuros con distintas configuraciones de giro. Un trion brillante contiene un electrón y un agujero con giros opuestos. Un trion oscuro contiene un electrón y un agujero con el mismo giro. Los triones brillantes se acoplan fuertemente para iluminar y emitir luz de manera eficiente, lo que significa que se deterioran rápidamente. Triones oscuros sin embargo, pareja débilmente a la luz, lo que significa que se descomponen mucho más lentamente que los triones brillantes.
Los investigadores midieron la vida útil de los triones oscuros y descubrieron que duran más de 100 veces más que los triones brillantes más comunes. La larga vida útil permite la transmisión de información por triones a una distancia mucho más larga.
"Nuestro trabajo permite la escritura y lectura de información trion por luz, "dijo Chun Hung (Joshua) Lui, profesor asistente de física y astronomía en UC Riverside, quien dirigió la investigación. "Podemos generar dos tipos de triones, triones oscuros y brillantes, y controlar cómo se codifica la información en ellos".
Los resultados de la investigación se publican en la revista Cartas de revisión física .
Chun Hung (Joshua) Lui (izquierda) y Erfu Liu. Crédito:I. Pittalwala, UC Riverside.
"Nuestros resultados podrían permitir nuevas formas de transmisión de información, "dijo Erfu Liu, el primer autor del trabajo de investigación, e investigador postdoctoral en el laboratorio de Lui. "Triones oscuros, con su larga vida, puede ayudarnos a realizar la transmisión de información por triones. Al igual que aumentar el ancho de banda de su Wi-Fi en casa, La transmisión de triones permite que llegue más información que los electrones individuales ".
Los investigadores utilizaron una sola capa de WSe 2 átomos, parecido a una hoja de grafeno, porque el nivel de energía del trión oscuro en WSe 2 se encuentra por debajo del nivel de energía brillante trion. Por lo tanto, los triones oscuros pueden acumular una gran población, permitiendo su detección.
Lui explicó que la mayoría de las investigaciones sobre triones actuales se centran en triones brillantes porque emiten mucha luz y pueden medirse fácilmente.
"Pero nos centramos en los triones oscuros y su comportamiento detallado bajo diferentes densidades de carga en WSe de una sola capa 2 dispositivos, "Lui dijo." Pudimos demostrar una sintonía continua de triones oscuros positivos a triones oscuros negativos simplemente ajustando un voltaje externo. También pudimos confirmar la configuración de giro distinta de los triones oscuros de los triones brillantes.
"Si podemos usar triones para transmitir información, nuestra tecnología de la información se verá enormemente enriquecida, ", agregó." El principal obstáculo en tal desarrollo ha sido la corta vida útil de los triones brillantes. Ahora los triones oscuros de larga duración pueden ayudarnos a superar este obstáculo ".
Próximo, su equipo planea demostrar el transporte real de información por triones oscuros.
"Tenemos la intención de demostrar el primer dispositivo en funcionamiento que utiliza triones oscuros para transportar información, "Dijo Lui." Si un dispositivo trion prototipo funciona, Los triones oscuros se pueden utilizar para transportar información cuántica ".
