นักวิจัยในเยอรมนีและออสเตรเลียได้ปลูกวัสดุสองมิติโดยตรงบนใยแก้วนำแสงเป็นครั้งแรก สร้างแพลตฟอร์มไฮบริดใหม่พร้อมการใช้งานที่เป็นไปได้ในโฮสต์ของอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงตัวตรวจจับแสงและตัวแปลงแสงที่ไม่ใช่เชิงเส้น ในงานของพวกเขา สมาชิกในทีมมุ่งเน้นไปที่กลุ่มของคริสตัลที่รู้จักกันในนามของทรานซิชันเมทัลไดชาลโคเจนไนด์ วัสดุเหล่านี้มีสูตรทางเคมี MX 2
โดยที่ M
เป็นโลหะทรานซิชัน เช่น โมลิบดีนัมหรือทังสเตน และ X เป็นแชลโคเจน เช่น ซัลเฟอร์ ซีลีเนียม หรือเทลลูเรียม ในรูปแบบจำนวนมาก TMDC ทำหน้าที่เป็นเซมิคอนดักเตอร์แบนด์ช่องว่างทางอ้อม อย่างไรก็ตาม เมื่อลดขนาดลงมาที่ความหนาของชั้นเดียว สารกึ่งตัวนำดังกล่าวจะทำหน้าที่เป็นสารกึ่งตัวนำ
แบบช่องว่างระหว่างแถบโดยตรง ซึ่งสามารถดูดซับและเปล่งแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง คุณสมบัตินี้หมายความว่า TMDCs ในรูปแบบ 2 มิติของพวกเขาเป็นโครงสร้างที่น่าสนใจสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ไดโอดเปล่งแสง เลเซอร์ ตัวตรวจจับแสง และเซลล์แสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้
เพื่อสร้างวงจรสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซนเซอร์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นที่ใช้พลังงานต่ำ และการรวมเข้ากับเส้นใยแก้วนำแสงอาจนำไปสู่การใช้งานเพิ่มเติมในอุปกรณ์ออปติกและเทคโนโลยีควอนตัมที่ไม่ใช่เชิงเส้น แต่มีสิ่งที่จับต้องไม่ได้: ภารกิจในการถ่ายโอนชั้นวัสดุที่เปราะบาง
และบางระดับอะตอมไปยังเส้นใยแก้วนำแสงนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย และจนถึงขณะนี้ ยังต้องดำเนินการด้วยตนเองทีละชั้นด้วยความอุตสาหะ ดีที่สุดของทั้งสองโลกความก้าวหน้าเกิดขึ้นเมื่อทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนากระบวนการเติบโตใหม่สำหรับ TMDC 2 มิติ “ด้วยการวิเคราะห์
และควบคุมพารามิเตอร์การเจริญเติบโต เราระบุสภาวะที่วัสดุ 2 มิติสามารถเติบโตได้โดยตรงในเส้นใย” อธิบาย “เทคนิคนี้ขึ้นอยู่กับการสะสมไอของสารเคมีที่อุณหภูมิ 700°C ซึ่งแม้ว่าจะสูงก็ไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของใยแก้วนำแสง ซึ่งทนความร้อนได้สูงถึง 2,000°C”แพลตฟอร์มไฮบริด
ผสมผสาน
สิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกเข้าด้วยกัน” จอร์จกล่าว เขาอธิบายว่าความหนาเพียงเล็กน้อย และระนาบพื้นผิว หมายความว่าความยาวที่แสงและสสารสามารถโต้ตอบได้มักจะถูกจำกัดให้น้อยกว่านาโนเมตร ความยาวโต้ตอบที่สั้นนี้ช่วยลดทั้งการตอบสนองทางแสงของ TMDC และประเภทของแอปพลิเคชัน
ที่เป็นไปได้ แม้ว่าการเชื่อมต่อ TMDC กับตัวสะท้อนแสงจะช่วยเพิ่มปฏิสัมพันธ์ของสสารที่เบา แต่กลยุทธ์นี้จำกัดเฉพาะการสั่นพ้องในแถบความถี่แคบ ซึ่งหมายความว่าการทำงานแบบบรอดแบนด์ที่เร็วเป็นพิเศษยังคงเป็นสิ่งที่ท้าทาย ในทางตรงกันข้าม การรวม TMDC เข้ากับท่อนำคลื่นหรือใยแก้ว
นำแสงโดยตรงจะเพิ่มระยะการโต้ตอบอย่างมาก แม้กระทั่งสำหรับแสงบรอดแบนด์แม้ว่าความพยายามในการผสานรวมก่อนหน้านี้จะพิสูจน์แล้วว่าไม่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันขนาดใหญ่ แต่เทคนิคใหม่นี้ก็สามารถเอาชนะข้อจำกัดนี้ได้ การขยายวัสดุ 2 มิติโดยตรงบนเส้นใยแก้วนำแสงเป็นกระบวนการ
ที่ปรับขนาดได้ ซึ่งส่งผลให้เส้นใยกลายเป็นท่อนำคลื่นที่ทำหน้าที่ 2 มิติ และสร้างชั้นเดียวของผลึก คุณภาพสูงที่กระจายตัวซึ่งมีความยาวประมาณ 20 ไมครอนบนเส้นใยที่มีความยาวไม่กี่เซนติเมตร
พื้นที่ใช้งานที่เป็นไปได้ทีมงานระบุว่ามีสองส่วนหลักที่ระบบไฮบริดใหม่สามารถค้นหาแอปพลิเคชันได้
ประการแรก
คือการตรวจจับก๊าซ ที่นี่ คุณสมบัติการเปล่งแสงของ TMDC จะเปลี่ยนไปเมื่อก๊าซถูกดูดซับลงบนเส้นใยที่ทำหน้าที่ได้ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนสีของแสงในเส้นใย เนื่องจากเส้นใยมีความบางมาก เซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซที่ใช้เทคโนโลยีนี้จึงอาจเหมาะสำหรับการใช้งานด้านเทคโนโลยีชีวภาพหรือทางการแพทย์
การใช้งานที่เป็นไปได้อีกอย่างคือการใช้เส้นใยแก้วนำแสงแบบคอมโพสิตเป็นตัวแปลงแสงแบบไม่เชิงเส้น ซึ่งสามารถเปลี่ยนพัลส์เลเซอร์เป็นแสงสีขาวสำหรับสเปกโทรสโกปี นักวิจัย ยังกล่าวถึงการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมและการสื่อสารด้วยควอนตัม “แอปพลิเคชันเหล่านี้
จะใช้ประโยชน์จากแนวโน้มของ TMDC ในการสร้างตัวปล่อยโฟตอนเดี่ยวรอบจุดบกพร่องหรือความไม่เชิงเส้นขนาดใหญ่สำหรับการแปลงพาราเมตริกที่เกิดขึ้นเอง” นักวิจัยซึ่งรายงานผลงานของพวกเขาระบุว่าความสำเร็จของพวกเขามาจาก “ความเชี่ยวชาญที่หลากหลาย” ในทีมที่สหวิทยาการสูง
พวกเขาได้ยื่นคำขอรับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ของพวกเขา และตอนนี้วางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพปฏิสัมพันธ์ของสสารที่เบาด้วยการปรับรูปทรงเรขาคณิตของเส้นใยก่อนที่จะสาธิตแอปพลิเคชันการตรวจจับด้วยแพลตฟอร์มของพวกเขา
ดิวเทอรอนเป็นนิวเคลียสอะตอมที่ง่ายที่สุด และเป็นที่รู้จักกันดีในคุณสมบัติของมัน ทำให้เป็นกรณีทดสอบที่ดีสำหรับการคำนวณด้วยควอนตัม นอกจากนี้ เนื่องจากคิวบิตเป็นระบบควอนตัมเชิงกลแบบสองสถานะ (เรียกกันง่ายๆ ว่าสถานะ “สปินขึ้น” และ “สปินดาวน์”) จึงมีการจับคู่ตามธรรมชาติ
ระหว่างคิวบิตและเฟอร์มิออน นั่นคืออนุภาคที่มีสปินเป็นจำนวนเต็มครึ่งหนึ่ง ที่เป็นไปตามหลักการกีดกันของเพาลี เช่น โปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบกันเป็นดิวเทอรอน ตามแนวคิด แต่ละคิวบิตแสดงถึงตำแหน่งวงโคจร (หรือตำแหน่งที่ไม่ต่อเนื่องกัน) ที่เฟอร์มิออนสามารถครอบครองได้
และการหมุนขึ้นและลงจะสอดคล้องกับตำแหน่งเฟอร์มิออนหนึ่งหรือศูนย์ที่ครอบครองออร์บิทัลนั้นตามลำดับ จากการทำแผนที่ ชิปควอนตัมสามารถจำลองเฟอร์มิออนได้มากเท่าที่มีคิวบิต คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อีกประการของการคำนวณควอนตัมของพลังงานจับดิวเทอรอนคือการคำนวณนั้น
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
