La Lumière fait le tour de l’informatique quantique
Les chercheurs ont créé une lumière polarisée circulairement et régulé ses instructions sans utiliser d’aimants encombrants ni de températures réduites. Les résultats, par des chercheurs et collègues du Nagoya College au Japon et publiés dans la revue Advanced Materials, révèlent une assurance pour le développement de matériaux et de techniques d’outils utilisés dans le traitement des données quantiques optiques.
Les bits de lumière appelés photons ont des propriétés fascinantes qui peuvent être manipulées pour conserver et fournir des informations et révéler d’énormes promesses pour une utilisation dans les ordinateurs quantiques.
Pour que cela se produise, les informations sont d’abord enregistrées dans des électrons qui se connectent au problème pour produire des photons porteurs de données. L’information peut s’inscrire sur le spin d’un électron, de même qu’elle est enregistrée sous forme de 0 et aussi de 1 dans les « bits » des ordinateurs. L’information peut en outre être sauvegardée lorsque les électrons occupent des « vallées » trouvées dans les bandes d’énergie entre lesquelles ils se déplacent lorsqu’ils orbitent autour d’un atome. Lorsque ces électrons interagissent avec des produits émettant de la lumière spécifique, ils génèrent une « lumière polarisée de vallée » « chirale », ce qui révèle la possibilité d’économiser des quantités importantes d’informations.
Cependant, les scientifiques n’ont généré ce type de lumière polarisée circulairement qu’à l’aide d’aimants et de niveaux de température très froids, ce qui rend la méthode imprudente pour une utilisation intensive.
Les physiciens appliqués de l’Université de Nagoya, Taishi Takenobu et Jiang Pu, ont dirigé un groupe de chercheurs pour créer une approche à température ambiante et contrôlée électriquement pour générer cette lumière polarisée dans la vallée chirale.
Ils ont d’abord étendu une monocouche de bisulfure de tungstène semi-conducteur sur un substrat de saphir et l’ont recouvert d’un film de gel ionique. Des électrodes ont été placées à chaque extrémité du gadget et une petite tension a été appliquée. Cela a généré une zone électrique et a également créé de la lumière. L’équipe a constaté que la lumière chirale était observée entre -193 °C et la température de l’espace à partir des sections de l’outil où le substrat de saphir était normalement soumis à une contrainte à la suite du processus de synthèse. Il peut simplement être généré à partir d’emplacements sans contrainte, néanmoins, à des températures beaucoup plus froides. Les chercheurs ont conclu que le stress jouait un rôle essentiel dans la production de lumière polarisée dans la vallée au niveau de la température de l’espace.
Ils ont ensuite fabriqué une phase de pliage sur laquelle ils ont placé un gadget en disulfure de tungstène sur un substrat en plastique. Ils ont utilisé l’étape de pliage pour appliquer une pression sur leur produit, entraînant un courant électrique dans le même sens que la contrainte et générant une lumière polarisée dans la vallée au niveau de la température de la zone. L’utilisation d’une zone électrique sur le produit a changé la lumière chirale d’un déplacement vers un autre.
“Notre utilisation de semi-conductrices monocouches contraintes est la première présentation d’un dispositif électroluminescent qui peut produire et modifier électriquement une lumière polarisée circulairement à droite et à gauche au niveau de la température de l’espace”, affirme Takenobu.
Le groupe améliorera certainement encore son gadget pour établir des lumières chirales pratiques.
Initialement publié le Sciencedaily.com. Lire l’article d’origine.
Référence: Jiang Pu, Wenjin Zhang, Hirofumi Matsuoka, Yu Kobayashi, Yuhei Takaguchi, Yasumitsu Miyata, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Taishi Takenobu. Room‐Temperature Chiral Light‐Emitting Diode Based on Strained Monolayer Semiconductors. Advanced Materials, 2021; 33 (36): 2100601 DOI: 10.1002/adma.202100601
