प्रकाशिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स एक क्वांटम घटना से जुड़े हुए हैं

वुर्जबर्ग के क्वांटम भौतिक विज्ञानी और ct.qmat के सह-प्रवक्ता प्रोफेसर राल्फ क्लासेन की अध्यक्षता वाली एक अंतरराष्ट्रीय शोध टीम ने अब एक महत्वपूर्ण खोज की है। "पहली बार, हम एक टोपोलॉजिकल इंसुलेटर में एक्साइटन्स के रूप में जाने जाने वाले क्वासिपार्टिकल्स को उत्पन्न करने और प्रयोगात्मक रूप से पता लगाने में सक्षम हैं। इस प्रकार हमने इसके लिए एक नया टूलकिट बनाया है  इसका उपयोग वैकल्पिक रूप से इलेक्ट्रॉनों को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है," क्लासेन कहते हैं। "यह सिद्धांत एक नए प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का आधार बन सकता है।"

क्रेडिट: वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय

एक्साइटन्स इलेक्ट्रॉनिक क्वासिपार्टिकल्स हैं। यद्यपि वे स्वतंत्र कणों की तरह व्यवहार करते प्रतीत होते हैं, वे वास्तव में एक उत्तेजित इलेक्ट्रॉनिक अवस्था का प्रतिनिधित्व करते हैं जो केवल कुछ प्रकार के क्वांटम पदार्थ में ही उत्पन्न हो सकती है। क्लेसेन बताते हैं, "हमने परमाणुओं की केवल एक परत वाली पतली फिल्म में एक छोटी रोशनी नाड़ी लगाकर उत्तेजना बनाई है।" इसके बारे में असामान्य क्या है, वह कहते हैं, यह है कि एक्साइटन्स एक टोपोलॉजिकल इंसुलेटर में सक्रिय थे - ऐसा कुछ जो पहले संभव नहीं था। "इसने टोपोलॉजिकल इंसुलेटर के लिए अनुसंधान की एक पूरी तरह से नई लाइन खोल दी है," क्लेसेन कहते हैं।

लगभग दस वर्षों के लिए, अन्य द्वि-आयामी अर्धचालकों में एक्सिटॉन की जांच की गई है और प्रकाश-संचालित घटकों के लिए सूचना वाहक के रूप में माना जाता है। "पहली बार, हम एक टोपोलॉजिकल इंसुलेटर में वैकल्पिक रूप से एक्साइटन्स को उत्तेजित करने में कामयाब रहे हैं। प्रकाश और उत्तेजन के बीच परस्पर क्रिया का मतलब है कि हम ऐसी सामग्रियों में नई घटनाओं की उम्मीद कर सकते हैं। इस सिद्धांत का इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, qubits उत्पन्न करने के लिए, "क्लासेन कहते हैं।

क्यूबिट्स क्वांटम चिप्स के लिए कंप्यूटिंग इकाइयां हैं। वे पारंपरिक बिट्स से कहीं बेहतर हैं और मिनटों के भीतर कार्यों को हल करने की अनुमति देते हैं जिसके लिए पारंपरिक सुपर कंप्यूटरों को वास्तव में वर्षों लगेंगे। बिजली के वोल्टेज के बजाय प्रकाश का उपयोग क्वांटम चिप्स को बहुत तेज प्रसंस्करण गति के साथ सक्षम बनाता है। इसलिए नवीनतम निष्कर्ष भविष्य के लिए मार्ग प्रशस्त करते हैं  और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में प्रकाश-संचालित उपकरणों की एक नई पीढ़ी।

वुर्जबर्ग से वैश्विक विशेषज्ञता

सही प्रारंभिक सामग्री महत्वपूर्ण है - इस मामले में बिस्मुथीन। "यह चमत्कारी सामग्री ग्राफीन का भारी भाई है," क्लेसेन कहते हैं, जिन्होंने पहली बार पांच साल पहले लैब में टोपोलॉजिकल इंसुलेटर तैयार किया था। "हम इस क्षेत्र में वैश्विक नेता हैं," उन्होंने आगे कहा।

"हमारे परिष्कृत सामग्री डिजाइन के कारण, बिस्मुथिन की एकल परत के परमाणुओं को हनीकोम्ब पैटर्न में व्यवस्थित किया जाता है, जैसे ग्रैफेन। अंतर यह है कि बिस्मुथिन के भारी परमाणु इसे एक सामयिक बनाते हैं , जिसका अर्थ है कि यह बिना किसी नुकसान के - कमरे के तापमान पर भी किनारे पर बिजली का संचालन कर सकता है। यह ग्राफीन द्वारा नहीं किया जा सकता है।"

अपार संभावनाएं

अब जबकि अनुसंधान दल ने उत्साह पैदा कर दिया है  पहली बार स्वयं क्यूसिपार्टिकल्स पर ध्यान दिया जा रहा है।

ct.qmat के वैज्ञानिक इस बात की जांच कर रहे हैं कि क्या बिस्मुथीन के टोपोलॉजिकल गुणों को एक्साइटन्स में स्थानांतरित कर दिया गया है। इसे वैज्ञानिक रूप से साबित करना अगला मील का पत्थर है जिस पर शोधकर्ताओं की नज़र है। यह टोपोलॉजिकल क्वाइब के निर्माण का मार्ग भी प्रशस्त कर सकता है, जिन्हें उनके गैर-टोपोलॉजिकल समकक्षों की तुलना में विशेष रूप से मजबूत माना जाता है।

स्रोत: प्रकाश चालित इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक नया मील का पत्थर

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