Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong công việc lý thuyết và thực nghiệm kết hợp, các nhà vật lý giới thiệu và trình diễn một cơ chế mới cho quang học điện tử trong các hệ thống trạng thái rắn hai chiều. Khám phá này mở ra một lộ trình đến các hiện tượng quang học lượng tử trong nhiều loại vật liệu và thiết bị.
Các điện tử có thể giao thoa theo cách tương tự như nước, sóng âm hoặc sóng ánh sáng. Khi được khai thác trong các vật liệu ở trạng thái rắn, các hiệu ứng này hứa hẹn chức năng mới cho các thiết bị điện tử, trong đó các yếu tố như giao thoa kế, thấu kính hoặc ống chuẩn trực có thể được tích hợp để điều khiển các electron ở quy mô mirco và nanomet. Tuy nhiên, cho đến nay các hiệu ứng như vậy đã được chứng minh chủ yếu ở các thiết bị một chiều, ví dụ như trong ống nano hoặc trong các điều kiện cụ thể trong các thiết bị graphene hai chiều. Viết trong bài đánh giá vật lý X (Physical Review X), một sự hợp tác bao gồm các nhóm Khoa Vật lý của Klaus Ensslin, Thomas Ihn và Werner Wegscheider trong Phòng thí nghiệm Vật lý chất rắn và Oded Zilberberg tại Viện Vật lý lý thuyết, hiện giới thiệu một kịch bản chung mới lạ để hiện thực hóa quang học điện tử ở hai chiều.
Nguyên lý chức năng chính của giao thoa quang là sự giao thoa của sóng đơn sắc truyền theo cùng một hướng. Trong các giao thoa kế như vậy, giao thoa có thể được quan sát như một dao động định kỳ của cường độ truyền đi trên sự thay đổi bước sóng của ánh sáng. Tuy nhiên, thời gian của mô hình giao thoa phụ thuộc mạnh vào góc tới của ánh sáng và do đó, mô hình giao thoa được tính trung bình nếu ánh sáng được gửi qua giao thoa kế ở tất cả các góc tới có thể xảy ra cùng một lúc. Các lập luận tương tự áp dụng cho sự giao thoa của sóng vật chất như được mô tả bởi cơ học lượng tử và đặc biệt là giao thoa kế trong đó các electron giao thoa.
Là một phần trong các dự án tiến sĩ của họ, nhà thực nghiệm Matija Karalic và nhà lý thuyết Antonio Štrkalj đã nghiên cứu hiện tượng nhiễu điện tử trong một hệ thống trạng thái rắn bao gồm hai lớp bán dẫn ghép, InAs và GaSb. Họ phát hiện ra rằng sự đảo ngược và lai ghép dải có trong hệ thống này cung cấp một cơ chế vận chuyển mới, đảm bảo nhiễu không biến mất ngay cả khi tất cả các góc độ xảy ra. Thông qua sự kết hợp giữa các phép đo vận chuyển và mô hình lý thuyết, họ thấy rằng các thiết bị của họ hoạt động như một giao thoa kế Fabry-Pérot trong đó các electron và lỗ trống tạo thành các trạng thái lai và giao thoa.
Tầm quan trọng của những kết quả này vượt xa khả năng hiện thực hóa InAs / GaSb cụ thể được khám phá trong công trình này, vì cơ chế được báo cáo chỉ yêu cầu hai thành phần đảo ngược dải và lai hóa. Do đó, các đường dẫn mới hiện đang mở cho các hiện tượng quang điện tử trong nhiều loại vật liệu.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Khoa Vật lý ETH Zurich . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :