A Luz faz a Torção para a Computação Quântica

Os pesquisadores criaram luz polarizada circularmente e manipularam as suas direções sem utilizar ímãs desajeitados ou temperaturas extremamente baixa. As descobertas, feitas por pesquisadores do Nagoya College e colegas no Japão e publicadas na revista Advanced Materials, aludem ao desenvolvimento de materiais e métodos de dispositivos usados ​​no processamento ótico de dados quânticos.

Os fotões são partículas de luz com propriedades fascinantes que podem ser exploradas para o armazenamento e transporte de dados e revelam uma grande promessa para a computação quântica.

Primeiro, para isso acontecer, as informações são salvas em eletrões que interagem com a matéria para produzir fotões portadores de dados. A informação pode ser inscrita no spin de um eletrão, pois é salva na forma de 0 e 1 nos ‘bits’ dos computadores. Os dados podem, da mesma forma, ser salvos quando os eletrões ocupam ‘vales’ encontrados nas bandas de energia entre as quais se movem enquanto orbitam um átomo. Esses eletrões produzem torção ‘quiral’ ‘luz polarizada de vale’ quando interagem com materiais emissores de luz específicos, mostrando o potencial para grande armazenamento de dados.

No entanto, os cientistas só geraram esse tipo de luz polarizada circularmente usando ímãs e níveis de temperatura muito frios, tornando a técnica inadequada para uso a longo prazo.

Os físicos aplicados da Universidade de Nagoya, Taishi Takenobu e Jiang Pu, lideraram um grupo de pesquisadores para criar uma abordagem de temperatura ambiente controlada eletricamente para gerar essa luz polarizada de vale quiral.

Eles inicialmente cultivaram uma monocamada de dissulfeto de tungsténio semicondutor num substrato de safira e o cobriram com um filme de ião-gel. Elétrodos foram posicionados em cada extremidade do dispositivo, e uma pequena tensão foi aplicada. Isso produziu um campo elétrico e também criou luz. A equipe descobriu que a luz quiral foi observada entre -193°C e a temperatura ambiente nas seções do dispositivo onde o substrato de safira era normalmente tensionado devido ao processo sintético. No entanto, pode ser produzido em locais livres de tensão em temperaturas muito mais baixas. Os pesquisadores concluíram que a cepa desempenhou um papel vital na produção de luz polarizada em temperatura ambiente.

Eles então produziram uma fase de flexão na qual colocaram um dispositivo de dissulfeto de tungsténio num substrato de plástico. Eles utilizaram o estágio de dobra para aplicar tensão no seu material, conduzindo uma corrente elétrica na mesma direção da deformação e produzindo luz polarizada em vale em nível de temperatura ambiente. A aplicação de um campo elétrico ao material mudou a luz quiral de viajar de uma direção para outra.

De acordo com Takenobu, o uso de semicondutores de monocamada tensionados é a primeira apresentação de um dispositivo emissor de luz que pode produzir e deslocar eletricamente luz polarizada circularmente para destros e canhotos em temperatura ambiente.

O grupo irá aprimorar ainda mais o seu dispositivo para desenvolver fontes de luz quirais práticas.

Originalmente publicado em Sciencedaily.com . Leia o artigo original.

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Referência: Jiang Pu, Wenjin Zhang, Hirofumi Matsuoka, Yu Kobayashi, Yuhei Takaguchi, Yasumitsu Miyata, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Taishi Takenobu. Diodo emissor de luz quiral à temperatura ambiente baseado em semicondutores de monocamada tensionada . Materiais avançados , 2021; 33 (36): 2100601 DOI:  10.1002 / adma.202100601