ווען אַ קראַנט איז געווענדט צו אַ דין פּלאַסט פון טאַנגסטאַן דיסעלענידע, עס הייבט צו שייַנען אין אַ העכסט ומגעוויינטלעך מאָדע. אין דערצו צו פּראָסט ליכט, וואָס אנדערע האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלס קענען אַרויסלאָזן, טאַנגסטאַן דיסעלענידע אויך פּראָדוצירן אַ זייער ספּעציעל טיפּ פון העל קוואַנטום ליכט, וואָס איז באשאפן בלויז אין ספּעציפיש פונקטן פון דעם מאַטעריאַל. עס באשטייט פון אַ סעריע פון ​​פאָוטאַנז וואָס זענען שטענדיק ימיטיד איינער דורך איינער - קיינמאָל אין פּאָר אָדער אין באַנטשאַז. די אַנטי-באַנטשינג ווירקונג איז גאנץ פֿאַר יקספּעראַמאַנץ אין די פעלד פון קוואַנטום אינפֿאָרמאַציע און קוואַנטום קריפּטאָגראַפי, ווו איין פאָטאָנס זענען פארלאנגט. אָבער, פֿאַר יאָרן, דעם ימישאַן איז פארבליבן אַ מיסטעריע.

רעסעאַרטשערס אין TU ווין האָבן איצט דערקלערט דעם: א סאַטאַל ינטעראַקשאַן פון איין אַטאָמישע חסרונות אין די מאַטעריאַל און מעטשאַניקאַל שפּאַנונג זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דעם קוואַנטום ליכט ווירקונג. קאמפיוטער סימולאציעס ווייזן ווי די עלעקטראנען ווערן געטריבן צו ספעציפישע ערטער אינעם מאטעריאעל, וואו זיי ווערן פארכאפט דורך א חסרון, פארלירן ענערגיע און ארויסגעבן א פאטאן. די לייזונג צו די קוואַנטום ליכט רעטעניש איז איצט ארויס אין Physical Review Letters.

בלויז דרייַ אַטאָמס דיק

טונגסטאַן דיסעלענידע איז אַ צוויי-דימענשאַנאַל מאַטעריאַל וואָס פארמען גאָר דין לייַערס. אַזאַ שיכטן זענען בלויז דריי אַטאָמישע שיכטן דיק, מיט טאַנגסטאַן אַטאָמס אין דער מיטן, קאַפּאַלד מיט סעלעניום אַטאָמס אונטן און אויבן. "אויב ענערגיע איז סאַפּלייד צו די שיכטע, למשל דורך אַפּלייינג אַן עלעקטריקאַל וואָולטידזש אָדער דורך יריידיייטינג עס מיט ליכט פון אַ פּאַסיק ווייוולענגט, עס הייבט צו שייַנען," דערקלערט Lukas Linhart פון דעם אינסטיטוט פון טעאָרעטיש פיזיק אין די TU ווין. "דאָס אין זיך איז נישט ומגעוויינטלעך, פילע מאַטעריאַלס טאָן דאָס. אָבער, ווען די ליכט ימיטיד דורך טאַנגסטאַן דיסעלענידע איז אַנאַלייזד אין דעטאַל, אין אַדישאַן צו פּראָסט ליכט, אַ ספּעציעל טיפּ פון ליכט מיט זייער ומגעוויינטלעך פּראָפּערטיעס איז דיטעקטאַד."

דאס ספּעציעלע נאַטור קוואַנטום ליכט באשטייט פון פאָטאָנס פון ספּעציפיש ווייוולענגטס - און זיי זענען שטענדיק ימיטיד ינדיווידזשואַלי. עס כאַפּאַנז קיינמאָל אַז צוויי פאָטאָנס פון דער זעלביקער ווייוולענגט זענען דיטעקטאַד אין דער זעלביקער צייט. "דאָס דערציילט אונדז אַז די פאָוטאַנז קענען ניט זיין געשאפן ראַנדאַמלי אין דעם מאַטעריאַל, אָבער אַז עס מוזן זיין זיכער פונקטן אין די טאַנגסטאַן דיסעלענידע מוסטער וואָס פּראָדוצירן פילע פון ​​​​די פאָטאָנס, איינער נאָך די אנדערע," דערקלערט פּראָפעסאָר פלאָריאַן ליביש, וועמענס פאָרשונג פאָוקיסיז אויף צוויי. -דימענשאַנאַל מאַטעריאַלס.

דערקלערן דעם ווירקונג ריקווייערז דיטיילד פארשטאנד פון די נאַטור פון די עלעקטראָנס אין דעם מאַטעריאַל אויף אַ קוואַנטום גשמיות מדרגה. עלעקטראָנס אין טאַנגסטאַן דיסעלענידע קענען פאַרנעמען פאַרשידענע ענערגיע שטאַטן. אויב אַן עלעקטראָן ענדערט זיך פון אַ שטאַט פון הויך ענערגיע צו אַ שטאַט פון נידעריקער ענערגיע, אַ פאָטאָן איז ימיטיד. אָבער, דעם שפּרינגען צו אַ נידעריקער ענערגיע איז נישט שטענדיק ערלויבט: דער עלעקטראָן מוזן אַדכיר צו זיכער געזעצן - די קאַנסערוויישאַן פון מאָמענטום און ווינקלדיק מאָמענטום.

צוליב די דאזיגע קאנסערוואציע געזעצן, מוז אן עלעקטראן אין א הויכן ענערגיע קוואנטום צושטאנד בלייבן דארט — סיידן געוויסע אומפערפעקציעס אינעם מאטעריאל לאזן די ענערגיע מצבן זיך טוישן. "א טאַנגסטאַן דיסעלענידע שיכטע איז קיינמאָל שליימעסדיק. אין עטלעכע ערטער, איינער אָדער מער סעלעניום אַטאָמס קען זיין פעלנדיק, "זאגט Lukas Linhart. "דאָס אויך ענדערונגען די ענערגיע פון ​​די עלעקטראָן שטאַטן אין דעם געגנט."

דערצו, די מאַטעריאַל שיכטע איז נישט אַ גאנץ פלאַך. ווי אַ פאַרדעקן וואָס רינגקאַלז ווען פאַרשפּרייטן איבער אַ קישן, טאַנגסטאַן דיסעלענידע סטרעטשיז לאָוקאַלי ווען די מאַטעריאַל שיכטע איז סוספּענדעד אויף קליין שטיצן סטראַקטשערז. די מעטשאַניקאַל סטרעסאַז אויך האָבן אַ ווירקונג אויף די עלעקטראָניש ענערגיע שטאַטן.

"די ינטעראַקשאַן פון מאַטעריאַל חסרונות און היגע סטריינז איז קאָמפּליצירט. אָבער, מיר האָבן איצט געראָטן צו סימולירן ביידע יפעקץ אויף אַ קאָמפּיוטער, "זאגט Lukas Linhart. "און עס טורנס אויס אַז בלויז די קאָמבינאַציע פון ​​די יפעקץ קענען דערקלערן די מאָדנע ליכט יפעקץ."

אין יענע מיקראָסקאָפּיק מקומות פון דעם מאַטעריאַל, ווו חסרונות און ייבערפלאַך סטריינז דערשייַנען צוזאַמען, די ענערגיע לעוועלס פון די עלעקטראָנס טוישן פון אַ הויך צו אַ נידעריק ענערגיע שטאַט און אַרויסלאָזן אַ פאָטאָן. די געזעצן פון קוואנטום פיזיק לאזן נישט צוויי עלעקטראנען צו זיין אין גענוי די זעלבע צושטאנד אין דער זעלבער צייט, און דעריבער דארפן די עלעקטראנען דורכגיין דעם פראצעס איינס ביי איינס. ווי אַ רעזולטאַט, די פאָוטאַנז זענען ימיטיד איינער דורך איינער, ווי געזונט.

אין דער זעלביקער צייט, די מעטשאַניקאַל דיסטאָרשאַן פון די מאַטעריאַל העלפּס צו אַקיומיאַלייט אַ גרויס נומער פון עלעקטראָנס אין דער געגנט פון דעם כיסאָרן, אַזוי אַז אן אנדער עלעקטראָן איז גרינג צו אַרייַן נאָך די לעצטע האט געביטן זייַן שטאַט און ימיטיד אַ פאָטאָן.

דער רעזולטאַט ילאַסטרייץ אַז אַלטראַטהין 2-ד מאַטעריאַלס עפענען זיך גאָר נייַע פּאַסאַבילאַטיז פֿאַר מאַטעריאַלס וויסנשאַפֿט.