Nalika saiki wis Applied kanggo lapisan lancip saka tungsten diselenide, iku wiwit cemlorot ing fashion Highly mboten umum. Saliyane cahya biasa, sing bisa dipancarake bahan semikonduktor liyane, tungsten diselenide uga ngasilake jinis cahya kuantum padhang sing khusus, sing digawe mung ing titik tartamtu saka materi kasebut. Iku kasusun saka seri foton sing tansah dipancarake siji-siji-ora tau pasangan utawa ing tandan. Efek anti-bunching iki sampurna kanggo eksperimen ing bidang informasi kuantum lan kriptografi kuantum, ing ngendi foton tunggal dibutuhake. Nanging, nganti pirang-pirang taun, emisi iki tetep dadi misteri.

Peneliti ing TU Vienna saiki wis nerangake iki: Interaksi subtle saka cacat atom siji ing materi lan galur mechanical tanggung jawab kanggo efek cahya kuantum iki. Simulasi komputer nuduhake carane elektron sing mimpin kanggo panggonan tartamtu ing materi, ngendi padha dijupuk dening cacat, ilang energi lan emit foton. Solusi kanggo teka-teki cahya kuantum saiki wis diterbitake ing Surat Review Fisik.

Mung telung atom kandel

Tungsten diselenide minangka bahan rong dimensi sing mbentuk lapisan sing tipis banget. Lapisan kasebut mung telung lapisan atom, kanthi atom tungsten ing tengah, ditambah karo atom selenium ing ngisor lan ndhuwur. "Yen energi diwenehake menyang lapisan, umpamane kanthi ngetrapake voltase listrik utawa kanthi sinar sinar kanthi dawa gelombang sing cocog, mula bakal sumunar," ujare Lukas Linhart saka Institut Fisika Teoritis ing TU Vienna. "Iki dhewe ora aneh, akeh bahan sing nindakake. Nanging, nalika cahya sing dipancarake dening tungsten diselenide dianalisis kanthi rinci, saliyane cahya biasa, jinis cahya khusus kanthi sifat sing ora biasa dideteksi.

Cahya kuantum alam khusus iki kasusun saka foton kanthi dawa gelombang tartamtu-lan padha tansah dipancarake kanthi individu. Ora tau kedadeyan yen rong foton kanthi dawa gelombang sing padha dideteksi bebarengan. "Iki ngandhani yen foton iki ora bisa diprodhuksi kanthi acak ing materi, nanging kudu ana titik tartamtu ing sampel tungsten diselenide sing ngasilake akeh foton kasebut, siji-sijine," jelas Profesor Florian Libisch, sing riset fokus ing loro. - bahan dimensi.

Nerangake efek iki mbutuhake pangerten rinci babagan prilaku elektron ing materi ing tingkat fisik kuantum. Elektron ing tungsten diselenide bisa manggoni negara energi beda. Yen èlèktron owah saka ènergi dhuwur dadi ènergi sing luwih murah, foton bakal dipancaraké. Nanging, lompat menyang energi sing luwih murah ora mesthi diidini: Elektron kudu netepi hukum tartamtu - konservasi momentum lan momentum sudut.

Amarga hukum konservasi iki, sawijining elektron ing negara kuantum energi dhuwur kudu tetep ing kono-kajaba ora sampurna tartamtu ing materi ngidini negara energi kanggo ngganti. "Lapisan tungsten diselenide ora sampurna. Ing sawetara panggonan, siji utawa luwih atom selenium bisa uga ilang, "ujare Lukas Linhart. "Iki uga ngganti energi negara elektron ing wilayah iki."

Kajaba iku, lapisan materi dudu bidang sing sampurna. Kaya kemul sing wrinkles nalika nyebar liwat bantal, tungsten diselenide mbentang sacara lokal nalika lapisan materi dilereni soko tugas ing struktur support cilik. Tekanan mekanik iki uga duwe pengaruh ing negara energi elektronik.

"Interaksi cacat materi lan galur lokal rumit. Nanging, kita saiki wis kasil simulasi loro efek ing komputer, "ujare Lukas Linhart. "Lan ternyata mung kombinasi efek kasebut bisa nerangake efek cahya sing aneh."

Ing wilayah mikroskopis materi kasebut, ing ngendi cacat lan galur lumahing katon bebarengan, tingkat energi elektron owah saka tingkat energi dhuwur dadi kurang lan ngetokake foton. Angger-angger fisika kuantum ora ngidini loro èlèktron ing kahanan sing padha ing wektu sing padha, lan mulane, elektron kudu ngalami proses iki siji-siji. Akibaté, foton sing dipancaraké siji-siji, uga.

Ing wektu sing padha, distorsi mekanik saka materi mbantu nglumpukake akeh elektron ing sacedhake cacat, supaya elektron liyane kasedhiya kanggo mlebu sawise sing pungkasan wis diganti status lan ngetokake foton.

Asil iki nggambarake manawa bahan ultrathin 2-D mbukak kemungkinan anyar kanggo ilmu material.