ALTIN 485,38
DOLAR 8,3413
EURO 9,9252
BIST 1.400
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 36 °C
Sıcak

Kuantum Noktalarının Doğrudan Görselleştirilmesi, Yakalanan Elektronların Kuantum Dalga Fonksiyonunun Şeklini Ortaya Çıkarıyor

26.11.2020
245
Kuantum Noktalarının Doğrudan Görselleştirilmesi, Yakalanan Elektronların Kuantum Dalga Fonksiyonunun Şeklini Ortaya Çıkarıyor

Araştırmacılar, kuantum bilgi teknolojilerine doğru önemli bir adım olan çift katmanlı grafendeki kuantum noktalarını görselleştirmek için bir tarama tünelleme mikroskobu kullandılar.

Elektronları iki tabakalı grafen kuantum noktalarında yakalamak ve kontrol etmek, kuantum bilgi teknolojileri için gelecek vaat eden bir platform sağlar. UC Santa Cruz’daki araştırmacılar, tuzak elektronların kuantum dalga fonksiyonunun şeklini ortaya çıkaran iki tabakalı grafende kuantum noktalarının ilk doğrudan görselleştirmesini elde ettiler.

Nano Letters’da 23 Kasım 2020’de yayınlanan sonuçlar, iki katmanlı grafen kuantum noktalarına dayanan kuantum bilgi teknolojilerini geliştirmek için gereken önemli temel bilgileri sağlıyor.

UC Santa Cruz Fizik profesörü yardımcı profesörü Jairo Velasco Jr, “Kuantum bilgi bilimi için bu sistemi geliştirmek için çok çalışma yapıldı, ancak elektronların bu kuantum noktalarında neye benzediğine dair bir anlayışı kaçırıyoruz” dedi.

Geleneksel dijital teknolojiler, bilgileri 0 veya 1 olarak temsil edilen bitlerde kodlarken, bir kuantum biti veya kübit, kuantum süperpozisyonu nedeniyle her iki durumu aynı anda temsil edebilir. Teoride, kübitlere dayalı teknolojiler, belirli hesaplama türleri için hesaplama hızında ve kapasitesinde büyük bir artış sağlayacaktır.

Elmastan galyum arsenide kadar çeşitli malzemelere dayanan çeşitli sistemler, kübitlerin oluşturulması ve işlenmesi için platformlar olarak araştırılmaktadır. İki tabakalı grafen (bir bal peteği kafesinde karbon atomlarının iki boyutlu bir düzenlemesi olan iki tabaka grafen) çekici bir malzemedir çünkü üretilmesi ve birlikte çalışılması kolaydır ve iki tabakalı grafendeki kuantum noktalarının arzu edilen özellikleri vardır.

Velasco, “Bu kuantum noktaları, bastırılmış dönüş eşevriliği, kontrol edilebilir kuantum serbestlik dereceleri ve harici kontrol voltajlarıyla ayarlanabilirlikleri nedeniyle kuantum bilgi teknolojisi için ortaya çıkan ve umut verici bir platformdur” dedi.

İki tabakalı grafendeki kuantum nokta dalga fonksiyonunun doğasını anlamak önemlidir çünkü bu temel özellik, kuantum bilgi işleme için elektron enerji spektrumu, elektronlar arasındaki etkileşimler ve elektronların çevrelerine bağlanması gibi birkaç ilgili özelliği belirler.

Velasco’nun ekibi, taramalı tünelleme mikroskobu (STM) kullanarak tek tabakalı grafende kuantum noktaları oluşturmak için daha önce geliştirdiği bir yöntemi kullandı.

Grafen, yalıtkan bir altıgen bor nitrür kristali üzerinde dururken, STM ucu ile uygulanan büyük bir voltaj, iki tabakalı grafende elektronları elektrostatik olarak sınırlamaya yarayan bor nitrürde yükler oluşturur.

Velasco, “Elektrik alanı, elektronları kuantum noktasında hapseden, görünmez bir elektrikli çit gibi bir ağıl oluşturur” dedi.

Araştırmacılar daha sonra ağacın içindeki ve dışındaki elektronik durumları görüntülemek için taramalı tünelleme mikroskobunu kullandılar. Teorik tahminlerin aksine, ortaya çıkan görüntüler, beklenen eşmerkezli halkalar yerine üç tepe ile kırık bir dönme simetrisi gösterdi.

Velasco, “Tek tabakalı grafende dairesel simetrik halkalar görüyoruz, ancak iki tabakalı grafende kuantum nokta durumları üç katlı simetriye sahip” dedi. Zirveler, dalga fonksiyonunda yüksek genlikli siteleri temsil ediyor. Elektronlar ikili dalga-parçacık yapısına sahiptir ve kuantum noktasında elektronun dalga özelliklerini görselleştiriyoruz. “

Bu çalışma, bu sisteme dayalı kuantum cihazları geliştirmek için gerekli olan elektronların enerji spektrumu gibi önemli bilgiler sağlar. Velasco, “Sistemin temel anlayışını ve kuantum bilgi teknolojileri potansiyelini geliştiriyor” dedi. “Bu, bulmacanın eksik bir parçası ve diğerlerinin çalışmalarıyla birlikte alındığında, bence bunu yararlı bir sistem haline getirme yolunda ilerliyoruz.”

Kaynak: Zhehao Ge, Frederic Joucken, Eberth Quezada, Diego R. da Costa, John Davenport, Brian Giraldo, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Nobuhiko P. Kobayashi, Tony Low ve Jairo Velasco Jr., 23 Kasım 2020, Nano Letters.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.