Cenevre Üniversitesi (UNIGE) başkanlığındaki uluslararası bir ekip, elektronların yaşadığı uzay dokusunun talep üzerine bükülmesine izin veren bir kuantum materyali yarattı.
Son teknoloji bilgi ve iletişim teknolojilerinin ortaya çıkışı, bilim insanlarına ve endüstriye aşılması gereken yeni engeller sunuyor. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, dikkate değer özelliklerini kuantum fiziğinin ilkelerinden alan yeni kuantum malzemeleri tasarlamak umut verici bir yaklaşımdır.
Cenevre Üniversitesi (UNIGE) başkanlığındaki ve Salerno, Utrecht ve Delft üniversitelerinden araştırmacıların yer aldığı bir ekip, içinde evrimleştikleri uzay dokusunu bükerek elektron dinamiklerinin kontrolüne izin veren bir malzeme geliştirdi. Bu ilerleme, özellikle optoelektronik alanında geleceğin elektronik cihazları için umut vaat ediyor. Bulgular Nature Materials dergisinde yayınlandı.
Geleceğin telekomünikasyonu yeni, son derece güçlü elektronik cihazlar gerektirecektir. Bunlar elektromanyetik sinyalleri benzeri görülmemiş hızlarda, pikosaniye aralığında, yani saniyenin milyarda birinin binde biri kadar işleyebilmelidir.
Bu, telefonlarımızın, bilgisayarlarımızın ve oyun konsollarımızın elektronik bileşenlerinde yaygın olarak kullanılan silikon gibi mevcut yarı iletken malzemelerle düşünülemez. Bunu başarmak için bilim insanları ve endüstri, yeni kuantum malzemelerinin tasarımına odaklanıyor.
Eşsiz özellikleri sayesinde onları oluşturan elektronların toplu reaksiyonlarıyla bu kuantum malzemeleri, yeni elektronik cihazlarda bilgi taşıyan sinyalleri (örneğin, kuantum telekomünikasyon durumunda fotonlar) yakalamak, manipüle etmek ve iletmek için kullanılabilir. Üstelik henüz keşfedilmemiş elektromanyetik frekans aralıklarında da çalışabiliyorlar ve bu sayede çok yüksek hızlı haberleşme sistemlerinin yolunu açabiliyorlar.
"Kuantum maddesinin en büyüleyici özelliklerinden biri, elektronların kavisli bir uzayda gelişebilmesidir. Elektronların bulunduğu uzayın bu bozulmasından dolayı kuvvet alanları, geleneksel malzemelerde tamamen olmayan dinamikler üretir. UNIGE Fen Fakültesi Kuantum Madde Fiziği Bölümü'nde profesör ve çalışmanın son yazarı olan Andrea Caviglia, bu kuantum süperpozisyon ilkesinin olağanüstü bir uygulamasıdır'' diye açıklıyor.
İlk teorik çalışmanın ardından, Cenevre, Salerno, Utrecht ve Delft Üniversitelerinden uluslararası araştırma ekibi, uzay dokusunun eğriliğinin kontrol edilebilir olduğu bir malzeme tasarladı.
Salerno Üniversitesi'nde profesör ve teorik çalışmanın koordinatörü Carmine Ortix, “Son derece ince bir serbest elektron tabakasını barındıran bir arayüz tasarladık. iki yalıtkan oksit olan stronsiyum titanat ve lantan alüminat arasına sıkıştırılmıştır'' diyor. Bu kombinasyon, talep üzerine kontrol edilebilen belirli elektronik geometrik konfigürasyonlar elde etmemizi sağlar.
Bunu başarmak için, araştırma ekibi malzemeleri atomik ölçekte imal etmek için gelişmiş bir sistem kullandı. Lazer darbeleri kullanılarak, her bir atom katmanı birbiri ardına istiflendi. Araştırmacılar, "Bu yöntem, uzayda malzemenin davranışını etkileyen özel atom kombinasyonları yaratmamızı sağladı" diye detaylandırıyor.
Teknolojik kullanım olasılığı hala çok uzakta olsa da, bu yeni malzeme çok yüksek hızlı elektromanyetik sinyal manipülasyonunun keşfinde yeni yollar açıyor. Bu sonuçlar yeni sensörler geliştirmek için de kullanılabilir. Araştırma ekibinin bir sonraki adımı, potansiyel uygulamalarını daha kesin olarak belirlemek için bu malzemenin yüksek elektromanyetik frekanslara nasıl tepki verdiğini daha fazla gözlemlemek olacak.
Kaynak: https://scitechdaily.com/curving-the-fabric-of-space-scientists-develop-a-new-quantum-material
Comments