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推進量子技術!科學家破解室溫下量子信息存儲難題
2024年05月22日 14:28:30 來源:化工儀器網 點擊量:8747

研究人員發(fā)現,在室溫下,可以利用這些缺陷中的光來控制和操縱電子自旋。

  【化工儀器網 項目成果】目前,納米材料和納米結構是當今新材料研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發(fā)展都有著十分重要影響的研究對象,也是納米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。納米半導體材料——量子材料脫穎而出,并以其跨時代意義的應用前景,給科學界帶來了無限遐想。
 
  層狀二維材料六方氮化硼(hBN)是一種超薄材料,由堆疊在一起的單原子層組成。這些層通過分子間作用力結合在一起。但有時,在這些層內部會存在“原子缺陷”。就像困在晶體中的分子一樣,這些缺陷可以吸收和發(fā)射可見光范圍內的光,具有光學躍遷,并且可以充當電子的局部陷阱。由于hBN中的這些“原子缺陷”,科學家現在可以研究這些被捕獲電子的行為,如電子的自旋特性,這種特性允許電子與磁場相互作用。
 
  英國劍橋大學卡文迪許實驗室科學家首次發(fā)現,層狀二維材料六方氮化硼(hBN)中的“單原子缺陷”可以將量子信息在室溫下保留幾微秒。在hBN中,單一的“原子缺陷”在環(huán)境條件下表現出自旋相干,并且這些自旋可以用光來控制。自旋相干性指的是一種電子自旋,能夠隨時間推移保留量子信息。研究人員發(fā)現,在室溫下,可以利用這些缺陷中的光來控制和操縱電子自旋。
 
  此次研究結果顯示,如果將特定的量子態(tài)信息傳輸到電子自旋上,這些信息就會被存儲約百萬分之一秒,這使該系統(tǒng)成為一個非常有前途的量子應用平臺。雖然百萬分之一秒很短,但難得的是這個系統(tǒng)不需要特殊條件,就可在室溫下存儲自旋量子態(tài)。
 
  這一發(fā)現意義重大,因為能夠在環(huán)境條件(室溫)下?lián)碛辛孔有再|的材料十分罕見,此次發(fā)現還凸顯了二維材料在推進量子技術方面的潛力。這一發(fā)現為未來的技術應用鋪平了道路,特別是在傳感技術方面。
 
  (資料來源:科技日報)
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