Нанотехнологии на растяжке: как деформация создает квантовые провода будущего

Международный коллектив ученых, в состав которого вошли специалисты из Сколковского института науки и технологий (Сколтех), совершил прорыв в области создания гибкой оптоэлектроники. Исследователи разработали методику формирования одномерных квантовых проводов внутри гетероструктур толщиной всего в три атома, используя исключительно механическое воздействие.

Нанотехнологии на растяжке: как деформация создает квантовые провода будущего

В основе технологии лежит использование двух двумерных материалов – диселенида молибдена (MoSe₂) и диселенида вольфрама (WSe₂). Ученые накладывают слои друг на друга с небольшим угловым смещением, создавая так называемую муаровую сверхрешетку. В исходном состоянии атомы образуют треугольные домены. Однако при приложении одноосного натяжения вдоль одного направления эта структура перестраивается: треугольники трансформируются в длинные параллельные полосы шириной от 3 до 15 нанометров.

Эти узкие каналы выступают в роли квантовых потенциальных ям, которые захватывают экситоны – связанные пары электронов и дырок. Ключевым открытием стало то, что ограничение движения экситонов в таких одномерных «проволоках» приводит к возникновению интенсивного излучения света с почти идеальной линейной поляризацией (до 90%), направленной строго вдоль канала. Этот эффект обусловлен нарушением симметрии системы.

Для демонстрации метода ученые использовали подложку с микроскопическими выступами, создающими локальное растяжение около 0,1%. Этого незначительного воздействия оказалось достаточно для полной трансформации атомной структуры, что было подтверждено методами электронной микроскопии.

По словам руководителя теоретической части исследования Анвара Баймуратова, такой подход позволяет управлять фундаментальными свойствами материала – энергией, временем жизни и поляризацией излучения – без использования химических примесей или сложного легирования. Контроль деформации открывает путь к созданию программируемых квантовых систем для сверхбыстрой обработки информации, высокочувствительных сенсоров давления и гибких дисплеев нового поколения.

Результаты работы опубликованы в престижном журнале Physical Review Letters.

Читайте также

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Сверхзвуковой самолет NASA X-59 завершил 25 испытательных полетов

Сверхзвуковой самолет NASA X-59 завершил 25 испытательных полетов

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем