摘要：科學(xué)家們已經(jīng)研究出可控制方向的圓偏振光，該實(shí)驗(yàn)條件無需使用笨重的磁鐵或超低溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示出可用于開發(fā)光量子信息處理的材料和設(shè)備的前景。

光子具有很多有趣的特性，可以用來存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，還能顯示出可用于量子計(jì)算的巨大前景。

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為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，科學(xué)家們先讓儲(chǔ)存在電子中的信息與物質(zhì)相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生攜帶數(shù)據(jù)的光子。信息可以按照電子的自旋方向進(jìn)行編碼，就像它以0和1的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的“比特”中一樣。

當(dāng)電子在圍繞原子運(yùn)行時(shí)，占據(jù)了它們所處能帶中的 "谷"時(shí)，也可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)這些電子與特定的發(fā)光材料相互作用時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生“扭曲”的 “手性谷偏振光”，這顯示了其具有存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的潛力。

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然而，到目前為止，科學(xué)家們只設(shè)法使用磁鐵和超低溫來產(chǎn)生這種類型的圓偏振光，還未使得該技術(shù)廣泛應(yīng)用。

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日本名古屋大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)家Taishi Takenobu和Jiang Pu帶領(lǐng)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種在室溫下使用電控的方法來產(chǎn)生這種手性谷偏振光的方法。

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首先，他們?cè)谒{(lán)寶石上生成了一層半導(dǎo)體二硫化鎢，并覆蓋一層離子凝膠薄膜。電極放置在設(shè)備的兩端并施加小電壓，由此創(chuàng)造的電場(chǎng)最終產(chǎn)生了光。

研究小組發(fā)現(xiàn)，在-193°C和室溫之間，裝置中合成之后的藍(lán)寶石基底被自然拉緊，就可以觀察到手性光。然而，只有在更低的溫度下，它才能從無應(yīng)變區(qū)域產(chǎn)生。因此科學(xué)家們得出結(jié)論，應(yīng)變對(duì)室溫下能否產(chǎn)生谷偏振光起著關(guān)鍵作用。

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然后他們制造了一個(gè)曲面平臺(tái)，在上面放置了一個(gè)塑料基底上的二硫化鎢裝置。他們利用曲面平臺(tái)對(duì)他們的材料施加應(yīng)變，在應(yīng)變的同一方向驅(qū)動(dòng)電流，以此在室溫下產(chǎn)生谷偏振光，然后對(duì)材料施加一個(gè)電場(chǎng)，使手性光從一個(gè)方向轉(zhuǎn)成另一個(gè)方向移動(dòng)。

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Takenobu說："我們首次使用應(yīng)變單層半導(dǎo)體展示一種發(fā)光裝置，它可以在室溫下用電產(chǎn)生并可切換右旋和左旋圓偏振光?！?/p>

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該團(tuán)隊(duì)接下來將進(jìn)一步優(yōu)化他們的裝置，以開發(fā)實(shí)用的手性光源。

編譯：慕一

編輯：王珩

注：本文編譯自“Science Daily”，文章中的信息或所表述的觀點(diǎn)意見，均不代表量子前哨同意或支持。

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