tərəfindən Sanjukta Mondal , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriNano-mühəndisləşdirilmiş optoexcitonic keçid əla elektron performans nümayiş etdirir və istilik səbəbiylə enerji itkisini azaldır. Kredit: ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05057

Elektron cihazlar elektronların hərəkəti nəticəsində enerjini istilik kimi itirirlər. İndi nanoemühəndislikdə bir irəliləyiş müasir elektronikanın enerji istehlakı həddini aşmaqla yanaşı, ən yaxşı ənənəvi dizaynların performansına uyğun gələn yeni növ keçid istehsal etmişdir.

Miçiqan Universitetinin tədqiqatçıları elm adamlarının uzun müddətdir həyata keçirməyə çalışdıqları şeyə nail oldular: elektronlar əvəzinə eksitonları – elektron cütlərini və müvafiq dəliyi (itkin elektron) birləşdirən elektronikanın dizaynı.

Yeni dizayn edilmiş nanoemühəndisləşdirilmiş optoexcitonics (NEO) cihazı, daralmış silikon dioksid (SiO _{2 ) nanoridge üzərində} volfram diselenid (WSe ₂ ) monolayını nümayiş etdirirdi . Açar, ənənəvi açarlarla müqayisədə itkilərdə 66% azalma əldə etdi, eyni zamanda otaq temperaturunda 19 dB-lik açma-sönmə nisbətini ötdü ki, bu da bazarda mövcud olan ən yaxşı elektron açarlarla rəqabət aparır.

Nəticələr ACS Nano -da dərc olunub .

Elektronların dirijordan keçməsi həmişə hamar olmur. Keçirici materiallar elektronların onların içindən keçməsinə imkan versələr də, müəyyən dərəcədə elektron axınına müqavimət göstərirlər. Axın müqaviməti elektronlardakı enerjinin bir hissəsinin istilik enerjisinə çevrilməsinə səbəb olur . İstilik kimi bu enerji emissiyası noutbukları, smartfonları və digər məişət elektronikasını qızdırır.Eksitonik keçid cihazının sxemi. Kredit: ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05057

Eksitonlar elektrik yükü daşımadığından , enerji itkisini kəskin şəkildə azaldır və səmərəliliyi artırır. Bununla belə, elm adamları eksitonları idarə etməkdə çətinlik çəkiblər, çünki onlar yükün olmaması səbəbindən onları sürətli, idarə olunan istiqamətdə və açarlar kimi praktik tətbiqlər üçün kifayət qədər uzun məsafələrə hərəkət etdirməyi çətinləşdirir.

NEO cihazı üçün tədqiqatçılar, excitonları hətta otaq temperaturunda sabit saxlamaq üçün kifayət qədər yüksək bağlama enerjisi olan bir material olan volfram diselenidin (WSe ₂ ) bir qatında eksitonlar istifadə etdilər . Sonra WSe _{2 təbəqəsi diqqətlə işlənmiş silisium dioksid (SiO 2} ) nanorijinin üzərinə qoyulmuşdur .

Quraşdırma tədqiqatçılara işıq və qaranlıq eksitonlar (işıq buraxmayan eksitonlar) arasında güclü qarşılıqlı əlaqə yaratmaqla uzun müddətdir davam edən problemlərin öhdəsindən gəlməyə imkan verdi və nəticədə bütün eksiton populyasiyasını həm uzağa, həm də daha sürətli nəql etmək üçün çəkə bilən kvant effekti yarandı – məşhur eksiton bələdçilərindən 400%-ə qədər.Güclü və zəif birləşmə rejimində eksitonun daşınması. Kredit: ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05057

Eksiton-işıq qarşılıqlılığı həmçinin siqnalı “söndürmək” və lazım olduqda prosesi tərsinə çevirmək üçün həyəcan axınının qarşısını ala bilən enerji maneəsini meydana gətirən güclü opto-eksitonik qüvvə yaratdı. Bundan əlavə, NEO cihazı eksitonları tək, dəqiq müəyyən edilmiş yol boyunca idarə edərək, fotonik bələdçi kimi çıxış edən istiqamətləndirici qüvvə yaradan, konik nanoridj strukturundan istifadə edərək eksitonun istiqamətini idarə edirdi.

Tədqiqatçılar qeyd edirlər ki, onların tapıntıları uyğunlaşdırılmış struktur dizaynın exciton daşınmasını necə gücləndirə və idarə edə biləcəyini nümayiş etdirir, elektronika və fotonika arasında körpü yaradan yeni nəsil eksitonik cihazlara yol açır.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılmış , Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Zhaohan Jiang et al, Nanoengineered Optoexcitonic Switch, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c05057

Jurnal məlumatı: ACS Nano 

© 2025 Science X Network