Les chiffres montrent l'interférence IX (en haut), modèles de polarisation (au centre) et de cohérence (en bas). Crédit :Graphiques fournis par le Groupe Butov
Actuellement, les outils de traitement de l'information comme les ordinateurs et les téléphones portables dépendent de la charge électronique pour fonctionner. Une équipe de physiciens de l'UC San Diego, cependant, cherche des systèmes alternatifs plus rapides, traitement du signal plus économe en énergie. Ils le font en utilisant des "excitons, " les quasiparticules électriquement neutres qui existent dans les isolants, semi-conducteurs et dans certains liquides. Et leur dernière étude sur la dynamique du spin excitonique montre une promesse fonctionnelle pour nos futurs appareils.
Dans leurs recherches, Professeur Leonid Butov et récent doctorat en physique. diplômé Jason Leonard, excitons indirects appliqués (IX) - des quasiparticules spécialement conçues dans une structure semi-conductrice en couches - sous forme de condensat de Bose-Einstein. Avec ce condensat d'IX, les scientifiques ont découvert que la cohérence de spin des IX était conservée lorsqu'ils voyageaient sur de longues distances, promettant un traitement du signal plus économe en énergie à l'avenir. Les résultats de l'étude ont également présenté un moyen d'obtenir une cohérence de spin à longue distance, nécessaire pour des circuits efficaces et rapides utilisant le transfert de spin. Leurs conclusions ont été publiées récemment dans Communication Nature .
"Nous avons mesuré la phase d'exciton acquise en raison de la précession de spin cohérente et observé un transport de spin cohérent à longue distance dans le condensat IX, " a expliqué Butov. " Le transport de spin à longue distance peut être exploré pour le développement d'un nouveau traitement du signal basé sur les spins. "
À l'aide d'un réfrigérateur à dilution optique spécialement conçu, réglé à une température très basse (0,1 Kelvin ou 459,50 F en dessous de zéro), Butov et son équipe ont transformé le gaz IX en un condensat à la température glaciale pour obtenir une cohérence de spin de l'ordre de 10 micromètres, une gamme propice au développement de dispositifs performants explorant le transfert de spin.
Réfrigérateur à dilution optique pour les expériences à basse température à l'UC San Diego. Crédit :Michelle Fredricks
"Nous avons commencé le projet en essayant d'expliquer un déphasage quantique et avons abouti à une observation pratique du transport de spin, " a noté Léonard.
Alors que cette expérience a démontré l'une des capacités de la cohérence de spin IX à des températures cryogéniques, L'étude précédente de Butov a montré que les IX peuvent exister dans les semi-conducteurs à température ambiante, une étape importante vers une application pratique.
