A descoberta do campo elétrico Vortex pode impactar a computação quântica

Um novo campo elétrico de vórtice com potencial para aprimorar futuros dispositivos eletrônicos, magnéticos e ópticos foi observado por pesquisadores da Metropolis College of Hong Kong (CityUHK) e parceiros locais.

A pesquisa, “Vórtice polar e quase cristalino observado em dissulfeto de molibdênio de bicamada torcida” publicado em Ciênciaé altamente valioso porque pode atualizar a operação de muitos dispositivos, incluindo o fortalecimento da estabilidade da memória e da velocidade de computação.

Com mais pesquisas, a descoberta do campo elétrico do vórtice também pode impactar os campos da computação quântica, spintrônica e nanotecnologia.

“Anteriormente, a geração de um campo elétrico de vórtice exigia técnicas caras de deposição de filmes finos e procedimentos complexos. No entanto, nossa pesquisa demonstrou que uma simples torção em materiais 2D de bicamada pode facilmente induzir esse campo elétrico de vórtice, “disse o professor Ly Thuc Hue, do Departamento de Química e membro principal do Centro de Tremendous-Diamante e Filmes Avançados da CityUHK.

Para obter uma interface limpa, os pesquisadores normalmente sintetizavam bicamadas diretamente. No entanto, é um desafio manter a liberdade nos ângulos de torção, especialmente para torções de ângulo baixo. A equipe da professora Ly inventou a técnica inovadora de transferência assistida por gelo, que ela explica ter sido essential para alcançar uma interface limpa entre as bicamadas, permitindo-lhes manipular e criar bicamadas torcidas livremente.

Ao contrário de estudos anteriores que se concentraram em ângulos de torção menores que 3 graus, a técnica da equipe permitiu criar um amplo espectro de ângulos de torção variando de 0 a 60 graus, aproveitando a síntese e o empilhamento synthetic por meio de transferência assistida por gelo.

Aplicações versáteis

A descoberta do novo campo elétrico de vórtice na bicamada torcida também criou um quasicristal 2D, melhorando potencialmente o futuro eletrônico, magnético e dispositivos ópticos. Os quasicristais são estruturas ordenadas irregularmente desejáveis ​​devido ao seu baixo calor e condutividade elétrica, tornando-os ideais para revestimentos de superfície de alta resistência, como em frigideiras.

Segundo o professor Ly, essas estruturas podem ter uma gama versátil de aplicações, pois o campo elétrico do vórtice gerado difere dependendo do ângulo de torção. Os quasicristais podem resultar em um efeito de memória mais estável para dispositivos eletrônicosmobilidade e velocidade ultrarrápidas para computação, comutação de polarização sem dissipação, novos efeitos ópticos polarizáveis ​​e avanços em spintrônica.

Descoberta de uma nova técnica

A equipe superou muitas dificuldades no caminho para fazer a nova observação. Primeiro, eles tiveram que encontrar uma maneira de estabelecer uma interface limpa entre as bicamadas. Isso os levou a descobrir uma nova técnica que utiliza gelo como materials de transferência, uma inovação neste campo.

Ao sintetizar e transferir materiais 2D usando uma fina camada de gelo, a equipe conseguiu interfaces limpas e fáceis de manipular. Em comparação com outras técnicas, esta técnica de transferência assistida por gelo é mais eficaz, menos demorada e mais económica.

Eles então tiveram que superar o desafio de analisar o materials. Eles finalmente fizeram a descoberta através do uso de microscopia eletrônica de transmissão quadridimensional (4D-TEM) e da colaboração com outros pesquisadores. Em uma de suas muitas etapas de testes, a estrutura 2D de bicamada torcida foi criada e o novo campo elétrico de vórtice foi observado.

Olhando para o futuro

Considerando a extensa gama de aplicações para ângulos de torção, a equipe espera continuar a desenvolver suas pesquisas com base na nova observação e explorar todo o seu potencial.

As próximas etapas do estudo se concentrarão na manipulação adicional do materials, como testar se é possível empilhar mais camadas ou verificar se o mesmo efeito pode ser gerado a partir de outros materiais.

Tendo patenteado a sua técnica de transferência assistida por gelo, a equipa espera ver se outras descobertas podem ser geradas globalmente com a ajuda da sua técnica, agora que é possível obter interfaces de bicamada limpas sem procedimentos extensos e dispendiosos.

“Este estudo teve o potencial de iniciar um novo campo focado em torcer vórtice campos da nanotecnologia e da tecnologia quântica”, concluiu o professor Ly, enfatizando que a descoberta, embora ainda nos estágios iniciais em termos de aplicação, pode ser uma grande virada de jogo em aplicações de dispositivos como memória, computação quântica, spintrônica e dispositivos de detecção.