టంగ్‌స్టన్ డైసెలినైడ్ యొక్క పలుచని పొరకు కరెంట్‌ను ప్రయోగించినప్పుడు, అది అసాధారణ రీతిలో మెరుస్తూ ఉంటుంది. ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు విడుదల చేయగల సాధారణ కాంతితో పాటు, టంగ్స్టన్ డైసెలినైడ్ చాలా ప్రత్యేకమైన ప్రకాశవంతమైన క్వాంటం కాంతిని కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది పదార్థం యొక్క నిర్దిష్ట పాయింట్ల వద్ద మాత్రమే సృష్టించబడుతుంది. ఇది ఎల్లప్పుడూ ఒక్కొక్కటిగా విడుదలయ్యే ఫోటాన్‌ల శ్రేణిని కలిగి ఉంటుంది-ఎప్పటికీ జంటలుగా లేదా గుత్తులుగా కాదు. సింగిల్ ఫోటాన్‌లు అవసరమయ్యే క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ మరియు క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ రంగంలో ప్రయోగాలకు ఈ యాంటీ-బంచింగ్ ఎఫెక్ట్ సరైనది. అయితే, కొన్నేళ్లుగా ఈ ఉద్గారాలు మిస్టరీగా మిగిలిపోయాయి.

TU వియన్నాలోని పరిశోధకులు ఇప్పుడు దీనిని వివరించారు: పదార్థంలోని ఒకే పరమాణు లోపాల యొక్క సూక్ష్మ పరస్పర చర్య మరియు యాంత్రిక జాతి ఈ క్వాంటం కాంతి ప్రభావానికి కారణం. ఎలక్ట్రాన్లు పదార్థంలోని నిర్దిష్ట ప్రదేశాలకు ఎలా నడపబడతాయో కంప్యూటర్ అనుకరణలు చూపుతాయి, అవి లోపంతో సంగ్రహించబడతాయి, శక్తిని కోల్పోతాయి మరియు ఫోటాన్‌ను విడుదల చేస్తాయి. క్వాంటం లైట్ పజిల్‌కు పరిష్కారం ఇప్పుడు ఫిజికల్ రివ్యూ లెటర్స్‌లో ప్రచురించబడింది.

మూడు అణువుల మందం మాత్రమే

టంగ్‌స్టన్ డిసెలెనైడ్ అనేది రెండు డైమెన్షనల్ పదార్థం, ఇది చాలా సన్నని పొరలను ఏర్పరుస్తుంది. అటువంటి పొరలు కేవలం మూడు పరమాణు పొరల మందంగా ఉంటాయి, మధ్యలో టంగ్‌స్టన్ పరమాణువులు, క్రింద మరియు పైన ఉన్న సెలీనియం అణువులతో జతచేయబడతాయి. "లేయర్‌కు శక్తి సరఫరా చేయబడితే, ఉదాహరణకు విద్యుత్ వోల్టేజ్‌ని వర్తింపజేయడం ద్వారా లేదా తగిన తరంగదైర్ఘ్యం ఉన్న కాంతితో వికిరణం చేయడం ద్వారా, అది ప్రకాశించడం ప్రారంభమవుతుంది" అని TU వియన్నాలోని ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ థియరిటికల్ ఫిజిక్స్ నుండి లుకాస్ లిన్‌హార్ట్ వివరించారు. "ఇది అసాధారణమైనది కాదు, చాలా పదార్థాలు అలా చేస్తాయి. అయినప్పటికీ, టంగ్‌స్టన్ డిసెలెనైడ్ ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతిని వివరంగా విశ్లేషించినప్పుడు, సాధారణ కాంతితో పాటు అసాధారణమైన లక్షణాలతో కూడిన ప్రత్యేక రకం కాంతి కనుగొనబడింది.

ఈ ప్రత్యేక ప్రకృతి క్వాంటం కాంతి నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాల ఫోటాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది-మరియు అవి ఎల్లప్పుడూ ఒక్కొక్కటిగా విడుదలవుతాయి. ఒకే తరంగదైర్ఘ్యం ఉన్న రెండు ఫోటాన్లు ఒకే సమయంలో గుర్తించబడటం ఎప్పుడూ జరగదు. "ఈ ఫోటాన్‌లను పదార్థంలో యాదృచ్ఛికంగా ఉత్పత్తి చేయలేమని ఇది మాకు చెబుతుంది, అయితే టంగ్‌స్టన్ డైసెలెనైడ్ నమూనాలో కొన్ని పాయింట్లు ఉండాలి, ఇవి అనేక ఫోటాన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఒకదాని తర్వాత ఒకటి" అని ప్రొఫెసర్ ఫ్లోరియన్ లిబిష్ వివరించారు, దీని పరిశోధన రెండింటిపై దృష్టి పెడుతుంది. - డైమెన్షనల్ పదార్థాలు.

ఈ ప్రభావాన్ని వివరించడానికి క్వాంటం భౌతిక స్థాయిలో పదార్థంలోని ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవర్తనపై వివరణాత్మక అవగాహన అవసరం. టంగ్‌స్టన్ డిసెలెనైడ్‌లోని ఎలక్ట్రాన్‌లు వివిధ శక్తి స్థితులను ఆక్రమించగలవు. ఎలక్ట్రాన్ అధిక శక్తి స్థితి నుండి తక్కువ శక్తి స్థితికి మారితే, ఫోటాన్ విడుదల అవుతుంది. అయినప్పటికీ, తక్కువ శక్తికి ఈ జంప్ ఎల్లప్పుడూ అనుమతించబడదు: ఎలక్ట్రాన్ కొన్ని చట్టాలకు కట్టుబడి ఉండాలి-మొమెంటం మరియు కోణీయ మొమెంటం పరిరక్షణ.

ఈ పరిరక్షణ చట్టాల కారణంగా, అధిక-శక్తి క్వాంటం స్థితిలో ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ అక్కడే ఉండాలి-పదార్థంలో కొన్ని లోపాలు శక్తి స్థితులను మార్చడానికి అనుమతించకపోతే. "టంగ్‌స్టన్ డైసెలెనైడ్ పొర ఎప్పుడూ పరిపూర్ణంగా ఉండదు. కొన్ని ప్రదేశాలలో, ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సెలీనియం అణువులు కనిపించకుండా పోయి ఉండవచ్చు" అని లుకాస్ లిన్‌హార్ట్ చెప్పారు. "ఇది ఈ ప్రాంతంలోని ఎలక్ట్రాన్ స్థితుల శక్తిని కూడా మారుస్తుంది."

అంతేకాక, మెటీరియల్ పొర ఖచ్చితమైన విమానం కాదు. దిండుపై విస్తరించినప్పుడు ముడతలు పడే దుప్పటిలాగా, చిన్న సహాయక నిర్మాణాలపై మెటీరియల్ పొరను సస్పెండ్ చేసినప్పుడు టంగ్‌స్టన్ డైసెలెనైడ్ స్థానికంగా విస్తరించి ఉంటుంది. ఈ యాంత్రిక ఒత్తిళ్లు ఎలక్ట్రానిక్ శక్తి స్థితులపై కూడా ప్రభావం చూపుతాయి.

"పదార్థ లోపాలు మరియు స్థానిక జాతుల పరస్పర చర్య సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, మేము ఇప్పుడు కంప్యూటర్‌లో రెండు ప్రభావాలను అనుకరించడంలో విజయం సాధించాము" అని లుకాస్ లిన్‌హార్ట్ చెప్పారు. "మరియు ఈ ప్రభావాల కలయిక మాత్రమే వింత కాంతి ప్రభావాలను వివరించగలదని తేలింది."

పదార్థం యొక్క సూక్ష్మదర్శిని ప్రాంతాలలో, లోపాలు మరియు ఉపరితల జాతులు కలిసి కనిపించే చోట, ఎలక్ట్రాన్ల శక్తి స్థాయిలు అధిక స్థాయి నుండి తక్కువ శక్తి స్థితికి మారి ఫోటాన్‌ను విడుదల చేస్తాయి. క్వాంటం ఫిజిక్స్ యొక్క నియమాలు రెండు ఎలక్ట్రాన్లు ఒకే సమయంలో సరిగ్గా ఒకే స్థితిలో ఉండటానికి అనుమతించవు మరియు అందువల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు ఈ ప్రక్రియను ఒక్కొక్కటిగా నిర్వహించాలి. ఫలితంగా, ఫోటాన్లు ఒక్కొక్కటిగా విడుదలవుతాయి.

అదే సమయంలో, పదార్థం యొక్క యాంత్రిక వక్రీకరణ లోపం యొక్క పరిసరాల్లో పెద్ద సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లను కూడబెట్టడానికి సహాయపడుతుంది, తద్వారా చివరిది దాని స్థితిని మార్చిన తర్వాత మరియు ఫోటాన్‌ను విడుదల చేసిన తర్వాత మరొక ఎలక్ట్రాన్ అడుగు పెట్టడానికి సులభంగా అందుబాటులో ఉంటుంది.

అల్ట్రాథిన్ 2-D పదార్థాలు మెటీరియల్ సైన్స్ కోసం పూర్తిగా కొత్త అవకాశాలను తెరుస్తాయని ఈ ఫలితం వివరిస్తుంది.