Nigbati a ba lo lọwọlọwọ si ipele tinrin ti tungsten diselenide, o bẹrẹ lati tan ni aṣa dani pupọ. Ni afikun si ina lasan, eyiti awọn ohun elo semikondokito miiran le jade, tungsten diselenide tun ṣe agbejade iru pataki pupọ ti ina kuatomu ti o ni imọlẹ, eyiti o ṣẹda ni awọn aaye kan pato ti ohun elo naa. Ó ní ọ̀wọ́ àwọn fọ́tò tí wọ́n máa ń tú jáde ní ọ̀kọ̀ọ̀kan—kò sí ní méjìméjì tàbí ní ìdìpọ̀. Ipa egboogi-bunching yii jẹ pipe fun awọn adanwo ni aaye ti alaye kuatomu ati kuatomu cryptography, nibiti o ti nilo awọn fọto nikan. Sibẹsibẹ, fun awọn ọdun, itujade yii ti jẹ ohun ijinlẹ.

Awọn oniwadi ni TU Vienna ti ṣalaye eyi: Ibaraẹnisọrọ arekereke ti awọn abawọn atomiki ẹyọkan ninu ohun elo ati igara ẹrọ jẹ iduro fun ipa ina kuatomu yii. Kọmputa iṣeṣiro fihan bi awọn elekitironi ti wa ni ìṣó si kan pato awọn aaye ninu awọn ohun elo ti, ibi ti won ti wa ni sile nipa a abawọn, padanu agbara ati emit a photon. Ojutu si adojuru ina kuatomu ti jẹ atẹjade ni Awọn lẹta Atunwo Ti ara.

Nikan meta awọn ọta nipọn

Tungsten diselenide jẹ ohun elo onisẹpo meji ti o ṣe awọn fẹlẹfẹlẹ tinrin pupọju. Iru awọn ipele bẹẹ jẹ awọn fẹlẹfẹlẹ atomu mẹta nikan nipọn, pẹlu awọn ọta tungsten ni aarin, papọ si awọn ọta selenium ni isalẹ ati loke. “Ti a ba pese agbara si Layer, fun apẹẹrẹ nipa fifi foliteji itanna kan tabi nipa fifẹ rẹ pẹlu ina ti iwọn gigun ti o yẹ, o bẹrẹ lati tan,” Lukas Linhart ṣe alaye lati Institute of Theoretical Physics ni TU Vienna. “Eyi funrararẹ kii ṣe dani, ọpọlọpọ awọn ohun elo ṣe iyẹn. Bibẹẹkọ, nigba ti ina ti o jade nipasẹ tungsten diselenide ni a ṣe itupalẹ ni kikun, ni afikun si ina lasan, iru ina pataki kan ti o ni awọn ohun-ini alailẹgbẹ pupọ ni a rii.”

Imọlẹ kuatomu iseda pataki yii ni awọn photon ti awọn iwọn gigun kan pato — ati pe wọn ma njade ni ẹyọkan. Ko ṣẹlẹ rara pe awọn photon meji ti iwọn gigun kanna ni a rii ni akoko kanna. "Eyi sọ fun wa pe awọn photon wọnyi ko le ṣe idasilẹ laileto ninu ohun elo naa, ṣugbọn pe awọn aaye kan gbọdọ wa ninu ayẹwo tungsten diselenide ti o ṣe ọpọlọpọ awọn photon wọnyi, ọkan lẹhin ekeji," Ojogbon Florian Libisch, ti iwadi rẹ da lori meji. -onisẹpo ohun elo.

Ṣalaye ipa yii nilo oye alaye ti ihuwasi ti awọn elekitironi ninu ohun elo lori ipele ti ara kuatomu. Awọn elekitironi ni tungsten diselenide le gba awọn ipinlẹ agbara oriṣiriṣi. Ti elekitironi ba yipada lati ipo agbara giga si ipo agbara kekere, photon kan yoo jade. Bibẹẹkọ, fo si agbara kekere ko ni gba laaye nigbagbogbo: elekitironi ni lati faramọ awọn ofin kan—titọju ipa ati ipa ọna.

Nitori awọn ofin itọju wọnyi, elekitironi kan ni ipo kuatomu agbara-giga gbọdọ wa nibẹ—ayafi ti awọn aipe kan ninu ohun elo naa gba awọn ipinlẹ agbara laaye lati yipada. “Layer diselenide tungsten kii ṣe pipe rara. Ni awọn aaye kan, ọkan tabi diẹ ẹ sii awọn ọta selenium le sonu,” ni Lukas Linhart sọ. “Eyi tun yipada agbara ti awọn ipinlẹ elekitironi ni agbegbe yii.”

Pẹlupẹlu, Layer ohun elo kii ṣe ọkọ ofurufu pipe. Bi ibora ti o wrinkles nigba ti tan lori irọri, tungsten diselenide na tibile nigbati awọn ohun elo Layer ti wa ni ti daduro lori kekere support ẹya. Awọn aapọn ẹrọ wọnyi tun ni ipa lori awọn ipinlẹ agbara itanna.

“Ibaraẹnisọrọ ti awọn abawọn ohun elo ati awọn igara agbegbe jẹ idiju. Bibẹẹkọ, a ti ṣaṣeyọri bayi ni ṣiṣapẹrẹ awọn ipa mejeeji lori kọnputa kan,” Lukas Linhart sọ. "Ati pe o wa ni pe apapo awọn ipa wọnyi nikan le ṣe alaye awọn ipa ina ajeji."

Ni awọn agbegbe airi ti ohun elo naa, nibiti awọn abawọn ati awọn igara dada ti han papọ, awọn ipele agbara ti awọn elekitironi yipada lati ipo giga si ipo agbara kekere ti o si tu photon kan. Awọn ofin ti fisiksi kuatomu ko gba awọn elekitironi meji laaye lati wa ni ipo kanna ni akoko kanna, ati nitori naa, awọn elekitironi gbọdọ faragba ilana yii ni ọkọọkan. Bi abajade, awọn photons ti njade ni ọkan nipasẹ ọkan, bakanna.

Ni akoko kanna, ipadaru ẹrọ ti ohun elo ṣe iranlọwọ lati ṣajọpọ nọmba nla ti awọn elekitironi ni agbegbe abawọn naa ki elekitironi miiran wa ni imurasilẹ lati wọle lẹhin ti eyi ti o kẹhin ti yi ipo rẹ pada ti o si tu fotonu kan.

Abajade yii ṣapejuwe pe awọn ohun elo ultrathin 2-D ṣii awọn aye tuntun patapata fun imọ-jinlẹ ohun elo.