Wetenschappers hebben circulair gepolariseerd licht gegenereerd en de richting ervan gecontroleerd zonder onhandige magneten of zeer lage temperaturen te gebruiken. De bevindingen, door onderzoekers en collega's van de Nagoya University in Japan, en gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen , veelbelovend voor de ontwikkeling van materialen en apparaatmethoden die kunnen worden gebruikt in optische kwantuminformatieverwerking.

Lichtdeeltjes, fotonen genaamd, hebben interessante eigenschappen die kunnen worden benut voor het opslaan en transporteren van gegevens, en tonen een enorme belofte voor gebruik in kwantumcomputers.

Om dit te laten gebeuren, informatie wordt eerst opgeslagen in elektronen die vervolgens interageren met materie om gegevensdragende fotonen te genereren. Informatie kan worden gecodeerd in de richting van de spin van een elektron, net zoals het wordt opgeslagen in de vorm van 0 en 1 in de 'bits' van computers. Gegevens kunnen ook worden opgeslagen wanneer elektronen 'dalen' bezetten die te vinden zijn in de energiebanden waar ze tussen bewegen terwijl ze om een ​​atoom draaien. Wanneer deze elektronen interageren met specifieke lichtemitterende materialen, ze genereren kronkelend 'chiraal' 'vallei-gepolariseerd licht, ' die het potentieel voor het opslaan van grote hoeveelheden gegevens laat zien.

Tot dusver, echter, wetenschappers zijn er alleen in geslaagd om dit soort circulair gepolariseerd licht te genereren met behulp van magneten en zeer koude temperaturen, waardoor de techniek onpraktisch is voor wijdverbreid gebruik.

Nagoya University, de toegepaste natuurkundigen Taishi Takenobu en Jiang Pu, leidden een team van wetenschappers om een ​​kamertemperatuur, elektrisch gestuurde benadering voor het genereren van dit chirale vallei-gepolariseerde licht.

Eerst, ze groeiden een monolaag van halfgeleidend wolfraamdisulfide op een saffiersubstraat en bedekten het met een ion-gelfilm. Aan beide uiteinden van het apparaat werden elektroden geplaatst en er werd een kleine spanning aangelegd. Dit wekte een elektrisch veld op en produceerde uiteindelijk licht. Het team ontdekte dat chiraal licht werd waargenomen tussen -193 graden Celsius en kamertemperatuur van de delen van het apparaat waar het saffiersubstraat van nature werd gespannen als gevolg van het synthetische proces. Het kon alleen worden gegenereerd vanuit de spanningsvrije gebieden, echter, bij veel koudere temperaturen. De wetenschappers concludeerden dat spanning een cruciale rol speelde bij het genereren van gepolariseerd licht op kamertemperatuur.

Vervolgens maakten ze een buigtafel waarop ze een wolfraamdisulfideapparaat op een plastic substraat plaatsten. Ze gebruikten de buigfase om spanning op hun materiaal uit te oefenen, het aandrijven van een elektrische stroom in dezelfde richting van de spanning en het genereren van dal-gepolariseerd licht bij kamertemperatuur. Door een elektrisch veld op het materiaal aan te brengen, veranderde het chirale licht van bewegen in de ene richting naar bewegen in de andere.

"Ons gebruik van gespannen monolaagse halfgeleiders is de eerste demonstratie van een lichtgevend apparaat dat rechts- en linkshandig circulair gepolariseerd licht bij kamertemperatuur elektrisch kan genereren en schakelen. ' zegt Takenobu.

Het team zal vervolgens hun apparaat verder optimaliseren met als doel praktische chirale lichtbronnen te ontwikkelen.