Орбитроника - увлекательная область исследований, которая открывает новые возможности для квантовых информационных технологий. Это недавно появившаяся область исследований по манипулированию орбитальной степенью свободы электронов. Однако однозначное обнаружение сверхбыстрой динамики орбитального углового момента до сих пор было сложной задачей.
В последнем исследовании, проведенном учеными из Свободного университета Берлина и их партнерами, были достигнуты заметные положительные результаты в понимании сверхбыстрой динамики орбитального углового момента электронов.
Используя современную ТГц-спектроскопию, исследователи смогли измерить сверхбыстрый и дальний поток орбитально поляризованных электронов. Результаты показывают, что информация, хранящаяся в орбитальных степенях свободы, преобладает в течение периодов примерно в 100 раз дольше, чем информация, хранящаяся в спиновой степени свободы.
Это открытие имеет огромное значение для развития орбитронных устройств, которые могут обрабатывать данные с ТГц скоростью и при этом иметь низкое рассеивание энергии. Такие устройства могут стать основой для создания более быстрых и эффективных квантовых компьютеров и других квантовых технологий.
Ключевым моментом исследования было наблюдение орбитальных токов углового момента во временной области. Ученые использовали фемтосекундные лазерные импульсы для возбуждения сверхбыстрых токов орбитального углового момента в стопках тонких пленок из никеля и вольфрама и измеряли излучаемые электромагнитные импульсы терагерцового диапазона.. Это позволило им восстановить поток орбитального углового момента через вольфрам с фемтосекундной точностью.
В результате выяснилось, что орбитальные токи углового момента в вольфраме движутся с низкой скоростью, но при этом улетают на очень большие расстояния. Это открывает новые перспективы для создания устройств, которые могут манипулировать орбитальными степенями свободы электронов и использовать их для передачи и обработки информации.
Источник:
Том С. Зайферт и др., Наблюдение во временной области баллистических токов орбитального углового момента с гигантской длиной релаксации в вольфраме (Tom S. Seifert et al, Time-domain observation of ballistic orbital-angular-momentum currents with giant relaxation length in tungsten), Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01470-8
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.