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推進量子技術(shù),！科學(xué)家破解室溫下量子信息存儲難題
2024年05月22日 14:28:30
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：8748
研究人員發(fā)現(xiàn)，在室溫下,，可以利用這些缺陷中的光來控制和操縱電子自旋,。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】目前，納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力,、對未來經(jīng)濟和社會發(fā)展都有著十分重要影響的研究對象,，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分,。納米半導(dǎo)體材料——量子材料脫穎而出,，并以其跨時代意義的應(yīng)用前景，給科學(xué)界帶來了無限遐想,。
層狀二維材料六方氮化硼(hBN)是一種超薄材料,，由堆疊在一起的單原子層組成。這些層通過分子間作用力結(jié)合在一起,。但有時,，在這些層內(nèi)部會存在“原子缺陷”。就像困在晶體中的分子一樣,，這些缺陷可以吸收和發(fā)射可見光范圍內(nèi)的光,，具有光學(xué)躍遷，并且可以充當(dāng)電子的局部陷阱,。由于hBN中的這些“原子缺陷”,，科學(xué)家現(xiàn)在可以研究這些被捕獲電子的行為，如電子的自旋特性,，這種特性允許電子與磁場相互作用,。
英國劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)，層狀二維材料六方氮化硼(hBN)中的“單原子缺陷”可以將量子信息在室溫下保留幾微秒,。在hBN中,，單一的“原子缺陷”在環(huán)境條件下表現(xiàn)出自旋相干，并且這些自旋可以用光來控制,。自旋相干性指的是一種電子自旋,，能夠隨時間推移保留量子信息。研究人員發(fā)現(xiàn),，在室溫下,，可以利用這些缺陷中的光來控制和操縱電子自旋。
此次研究結(jié)果顯示，如果將特定的量子態(tài)信息傳輸?shù)诫娮幼孕?，這些信息就會被存儲約百萬分之一秒,，這使該系統(tǒng)成為一個非常有前途的量子應(yīng)用平臺。雖然百萬分之一秒很短,，但難得的是這個系統(tǒng)不需要特殊條件,，就可在室溫下存儲自旋量子態(tài)。
這一發(fā)現(xiàn)意義重大,，因為能夠在環(huán)境條件(室溫)下?lián)碛辛孔有再|(zhì)的材料十分罕見,，此次發(fā)現(xiàn)還凸顯了二維材料在推進量子技術(shù)方面的潛力。這一發(fā)現(xiàn)為未來的技術(shù)應(yīng)用鋪平了道路,，特別是在傳感技術(shù)方面,。
(資料來源：科技日報)
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