انقلابی در فناوری کوانتوم با پالس‌های تراهرتز

به گزارش خبرنگار علمی و فناوری خبرگزاری برنا؛ محققان موفق به افزایش سرعت چشمگیر سوئیچینگ در نیمه‌هادی‌های دو‌بعدی با استفاده از پالس‌های تراهرتز شدند. این دستاورد می‌تواند زمینه‌ساز تحولات نوآورانه در حوزه فناوری‌های کوانتومی و پردازش داده‌های نوری باشد.

تسریع چشمگیر سوئیچینگ با پالس‌های تراهرتز

یک تیم بین‌المللی از محققان، شامل دانشمندان دانشگاه فنی درسدن و مرکز HZDR، موفق شدند با استفاده از پالس‌های تراهرتز، فرآیند سوئیچینگ بین اکسیتون‌ها و تریون‌ها را در نیمه‌هادی‌های دو‌بعدی به‌طور قابل‌توجهی تسریع کنند. این تیم با استفاده از آزمایشات دقیق در دمای بسیار پایین، توانستند این سوئیچینگ را تقریباً به‌طور فوری و با سرعتی بسیار بالاتر از روش‌های الکترونیکی موجود انجام دهند.

دینامیک اکسیتون و تریون

نیمه‌هادی‌های دو‌بعدی از نظر تولید ذرات اکسیتون و تریون ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی دارند. اکسیتون‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که الکترون‌های منفی با دریافت انرژی از موقعیت خود جابه‌جا شده و یک حفره باردار مثبت باقی می‌گذارند.

 تریون‌ها نیز با اضافه شدن یک الکترون دیگر به این مجموعه شکل می‌گیرند و به دلیل ویژگی‌های نوری و الکترونیکی خاص خود، امکان کنترل همزمان الکترونیکی و نوری را فراهم می‌کنند.

رکورد سرعت سوئیچینگ

در این تحقیقات که در مرکز تحقیقاتی HZDR انجام شد، محققان توانستند با اعمال پالس‌های لیزری تراهرتز، پیوند بین الکترون‌ها و حفره‌ها را با سرعتی بی‌سابقه، در عرض چند پیکوثانیه، بشکنند. این سرعت تقریباً هزار برابر سریع‌تر از روش‌های الکترونیکی متداول است و می‌تواند به‌طور تقاضایی با تابش تراهرتز تولید شود.

این روش جدید می‌تواند کاربرد‌های گسترده‌ای در فناوری‌های پیشرفته مانند حسگر‌ها و پردازش داده‌های نوری داشته باشد. همچنین، امکان استفاده از این فناوری برای توسعه مدولاتور‌های سریع و فشرده در آینده وجود دارد که توانایی کنترل الکترونیکی اطلاعات نوری را فراهم می‌کنند.

این یافته‌ها می‌توانند تحولی در زمینه تشخیص و تصویربرداری تابش تراهرتز نیز ایجاد کنند، به‌ویژه در توسعه آشکارساز‌ها و دوربین‌های تراهرتز با دقت و سرعت بالا.

انتهای پیام/