Sciencemag.cz
Doporučujeme
Sulfid i selenid wolframičitý (WS2, WSe2) mají ve 2D podobě zajímavé vlastnosti, které by se daly využít k ukládání dat i při kvantovém počítání.
Hao Zeng z University at Buffalo a jeho kolegové popisují v Nature Communications, že v příslušných 2D materiálech existují dvě stejně hluboká energetická údolí, v nichž se mohou vyskytovat elektrony. Pomocí vnějšího magnetického pole ale můžeme energii těchto údolí změnit – jedno se stane hlubším, druhé mělčím. To, v jakém z těchto dvou možných stavů (nyní už s různou energií), se bude nacházet elektron, pak může sloužit k uchování informace.
Navíc se ukázalo, že pokud pod sulfid wolframičtý umístíme tenkou vrstvu magnetického sulfidu europia, stačí aplikovat vnější magnetické pole asi 1T a mezi energiemi obou údolí bude rázem rozdíl 2 řádů. Bez speciálního podkladu by k tomu bylo třeba asi 100 T, sulfid europia funguje jako zesilovač magnetického pole a nový postup umožňuje mnohem jednodušší čtení i změnu dat zapsaných přítomností elektronu. Selenid wolframičitý funguje na podkladu poněkud odlišně, nicméně i zde se vytvoří dvě různě hluboká údolí.
Elektrony, které obsazují opačná údolí, mají v obou materiálech také opačný spin. Příslušný stav by měl být o to robustnější, navíc se můžeme při čtení informace soustředit na více vlastností – informaci nekóduje pouze samotná poloha elektronu, ale i jeho spin.
A jak to souvisí s kvantovými počítači zmíněnými výše? Elektron by mohl odpovídat qubitu a nacházet se v „obou údolích současně“. (Poznámka PH: ale pokud se údolí liší energií, pak částice bude jeden ze stavů preferovat, vlnová funkce přednostně zkolabuje do stavu v hlubším údolí/s méně energií…?)
Tenzin Norden et al. Giant valley splitting in monolayer WS2 by magnetic proximity effect, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-11966-4
Zdroj: Phys.org
