டங்ஸ்டன் டிசெலினைட்டின் மெல்லிய அடுக்கில் மின்னோட்டம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​அது மிகவும் அசாதாரணமான முறையில் ஒளிரத் தொடங்குகிறது. மற்ற செமிகண்டக்டர் பொருட்கள் வெளியிடக்கூடிய சாதாரண ஒளிக்கு கூடுதலாக, டங்ஸ்டன் டிசெலினைடு மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த பிரகாசமான குவாண்டம் ஒளியை உருவாக்குகிறது, இது பொருளின் குறிப்பிட்ட புள்ளிகளில் மட்டுமே உருவாக்கப்படுகிறது. இது எப்பொழுதும் ஒவ்வொன்றாக உமிழப்படும் ஃபோட்டான்களின் வரிசையைக் கொண்டுள்ளது-ஒருபோதும் ஜோடிகளாகவோ அல்லது கொத்துக்களாகவோ இல்லை. ஒற்றை ஃபோட்டான்கள் தேவைப்படும் குவாண்டம் தகவல் மற்றும் குவாண்டம் கிரிப்டோகிராஃபி துறையில் சோதனைகளுக்கு இந்த எதிர்ப்பு கொத்து விளைவு சரியானது. இருப்பினும், பல ஆண்டுகளாக, இந்த உமிழ்வு ஒரு மர்மமாகவே உள்ளது.

TU வியன்னாவின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது இதை விளக்கியுள்ளனர்: பொருளில் உள்ள ஒற்றை அணுக் குறைபாடுகளின் நுட்பமான தொடர்பு மற்றும் இயந்திர திரிபு இந்த குவாண்டம் ஒளி விளைவுக்கு காரணமாகும். கணினி உருவகப்படுத்துதல்கள், எலக்ட்ரான்கள் பொருளின் குறிப்பிட்ட இடங்களுக்கு எவ்வாறு இயக்கப்படுகின்றன என்பதைக் காட்டுகின்றன, அங்கு அவை ஒரு குறைபாட்டால் பிடிக்கப்படுகின்றன, ஆற்றலை இழந்து ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடுகின்றன. குவாண்டம் லைட் புதிருக்கான தீர்வு இப்போது இயற்பியல் ஆய்வுக் கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.

மூன்று அணுக்கள் மட்டுமே தடிமன்

டங்ஸ்டன் டிசெலினைடு என்பது இரு பரிமாணப் பொருளாகும், இது மிக மெல்லிய அடுக்குகளை உருவாக்குகிறது. இத்தகைய அடுக்குகள் மூன்று அணு அடுக்குகள் மட்டுமே தடிமனாக இருக்கும், நடுவில் டங்ஸ்டன் அணுக்கள், கீழே மற்றும் மேலே உள்ள செலினியம் அணுக்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. "அடுக்குக்கு ஆற்றல் வழங்கப்பட்டால், எடுத்துக்காட்டாக மின் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமோ அல்லது பொருத்தமான அலைநீளத்தின் ஒளியுடன் கதிர்வீச்சு செய்வதன் மூலமோ, அது பிரகாசிக்கத் தொடங்குகிறது" என்று TU வியன்னாவில் உள்ள கோட்பாட்டு இயற்பியல் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த லூகாஸ் லின்ஹார்ட் விளக்குகிறார். "இது அசாதாரணமானது அல்ல, பல பொருட்கள் அதைச் செய்கின்றன. இருப்பினும், டங்ஸ்டன் டிசெலினைடு வெளியிடும் ஒளியை விரிவாக ஆய்வு செய்தபோது, ​​சாதாரண ஒளிக்கு கூடுதலாக, மிகவும் அசாதாரணமான பண்புகளைக் கொண்ட ஒரு சிறப்பு வகை ஒளி கண்டறியப்பட்டது.

இந்த சிறப்பு இயற்கை குவாண்டம் ஒளியானது குறிப்பிட்ட அலைநீளங்களின் ஃபோட்டான்களைக் கொண்டுள்ளது - மேலும் அவை எப்போதும் தனித்தனியாக உமிழப்படும். ஒரே அலைநீளத்தின் இரண்டு ஃபோட்டான்கள் ஒரே நேரத்தில் கண்டறியப்படுவது ஒருபோதும் நடக்காது. "இந்த ஃபோட்டான்களை பொருளில் தற்செயலாக உருவாக்க முடியாது என்பதை இது நமக்குச் சொல்கிறது, ஆனால் டங்ஸ்டன் டிஸ்லெனைடு மாதிரியில் இந்த ஃபோட்டான்களில் பலவற்றை ஒன்றன் பின் ஒன்றாக உருவாக்கும் சில புள்ளிகள் இருக்க வேண்டும்" என்று பேராசிரியர் ஃப்ளோரியன் லிபிஷ் விளக்குகிறார், அதன் ஆராய்ச்சி இரண்டில் கவனம் செலுத்துகிறது. - பரிமாண பொருட்கள்.

இந்த விளைவை விளக்குவதற்கு, குவாண்டம் இயற்பியல் மட்டத்தில் பொருளில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் நடத்தை பற்றிய விரிவான புரிதல் தேவைப்படுகிறது. டங்ஸ்டன் டிஸ்லெனைடில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் வெவ்வேறு ஆற்றல் நிலைகளை ஆக்கிரமிக்கலாம். ஒரு எலக்ட்ரான் உயர் ஆற்றல் நிலையில் இருந்து குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு மாறினால், ஒரு ஃபோட்டான் உமிழப்படும். இருப்பினும், குறைந்த ஆற்றலுக்கான இந்த ஜம்ப் எப்போதும் அனுமதிக்கப்படுவதில்லை: எலக்ட்ரான் சில விதிகளை கடைபிடிக்க வேண்டும் - உந்தம் மற்றும் கோண உந்தத்தின் பாதுகாப்பு.

இந்த பாதுகாப்பு விதிகளின் காரணமாக, உயர் ஆற்றல் குவாண்டம் நிலையில் உள்ள எலக்ட்ரான் அங்கேயே இருக்க வேண்டும் - பொருளில் உள்ள சில குறைபாடுகள் ஆற்றல் நிலைகளை மாற்ற அனுமதிக்கும் வரை. "டங்ஸ்டன் டிஸ்லெனைடு அடுக்கு ஒருபோதும் சரியானது அல்ல. சில இடங்களில், ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட செலினியம் அணுக்கள் காணாமல் போகலாம்,” என்கிறார் லூகாஸ் லின்ஹார்ட். "இது இந்த பிராந்தியத்தில் எலக்ட்ரான் நிலைகளின் ஆற்றலையும் மாற்றுகிறது."

மேலும், பொருள் அடுக்கு ஒரு சரியான விமானம் அல்ல. ஒரு தலையணையின் மேல் விரிக்கும் போது சுருக்கம் வரும் போர்வை போல, சிறிய ஆதரவு அமைப்புகளில் பொருள் அடுக்கு இடைநிறுத்தப்படும் போது டங்ஸ்டன் டிஸ்லெனைடு உள்நாட்டில் நீண்டுள்ளது. இந்த இயந்திர அழுத்தங்கள் மின்னணு ஆற்றல் நிலைகளிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

"பொருள் குறைபாடுகள் மற்றும் உள்ளூர் விகாரங்களின் தொடர்பு சிக்கலானது. இருப்பினும், இரண்டு விளைவுகளையும் கணினியில் உருவகப்படுத்துவதில் நாங்கள் இப்போது வெற்றி பெற்றுள்ளோம்," என்கிறார் லூகாஸ் லின்ஹார்ட். "இந்த விளைவுகளின் கலவை மட்டுமே விசித்திரமான ஒளி விளைவுகளை விளக்க முடியும் என்று மாறிவிடும்."

பொருளின் அந்த நுண்ணிய பகுதிகளில், குறைபாடுகள் மற்றும் மேற்பரப்பு விகாரங்கள் ஒன்றாகத் தோன்றும், எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் நிலைகள் உயர்விலிருந்து குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு மாறி, ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடுகின்றன. குவாண்டம் இயற்பியல் விதிகள் இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் ஒரே நேரத்தில் ஒரே நிலையில் இருக்க அனுமதிக்காது, எனவே, எலக்ட்ரான்கள் இந்த செயல்முறையை ஒவ்வொன்றாக மேற்கொள்ள வேண்டும். இதன் விளைவாக, ஃபோட்டான்கள் ஒவ்வொன்றாக உமிழப்படுகின்றன.

அதே நேரத்தில், பொருளின் இயந்திர சிதைவு குறைபாடுள்ள இடத்தில் அதிக எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களைக் குவிக்க உதவுகிறது, இதனால் கடைசி எலக்ட்ரான் அதன் நிலையை மாற்றி ஒரு ஃபோட்டானை வெளியேற்றிய பிறகு, மற்றொரு எலக்ட்ரான் உடனடியாகக் கிடைக்கும்.

அல்ட்ராதின் 2-டி பொருட்கள் மெட்டீரியல் அறிவியலுக்கு முற்றிலும் புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கின்றன என்பதை இந்த முடிவு விளக்குகிறது.