Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Valleytronics (от долины и электроники) - это экспериментальная область полупроводников, в которой используются локальные минимумы («впадины») в электронной зонной структуре . Некоторые полупроводники имеют несколько «впадин» в электронной зонной структуре первой зоны Бриллюэна и известны как многодолинные полупроводники. [1] [2] Valleytronics - это технология управления долиной степени свободы, локальным максимумом / минимумом в валентной зоне / зоне проводимости таких многодолинных полупроводников.

Термин был придуман по аналогии со спинтроникой . В то время как в спинтронике внутренняя степень свободы вращения используется для хранения, манипулирования и считывания битов информации, предложение Valleytronics состоит в том, чтобы выполнять аналогичные задачи, используя множественные экстремумы полосовой структуры, чтобы информация нулей и единиц была храниться в виде различных дискретных значений импульса кристалла .

Vallytronics может относиться к другим формам квантовой манипуляции долин в полупроводниках, в том числе квантовых вычислений с долиной на основе кубитов , [3] [4] [5] [6] долина блокады и другие формы квантовой электроники . Первое экспериментальное свидетельство блокады долины, предсказанное в работе. [7] (который завершает набор кулоновской блокады заряда и спиновой блокады Паули) был обнаружен в кремниевом транзисторе, легированном одним атомом. [8]

Несколько теоретических предложений и экспериментов были выполнены в различных системах, таких как графен , [9] многослойный фосфорен , [10] монослои некоторых дихалькогенидов переходных металлов , [11] [12] алмаз , [13] висмут , [14] кремний , [4] [15] [16] углеродные нанотрубки , [6] арсенид алюминия [17] и силицен . [18]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Behnia, Камран (2012-07-01). «Поляризованный свет способствует развитию вальтроников». Природа Нанотехнологии . 7 (8): 488–489. Bibcode : 2012NatNa ... 7..488B . DOI : 10.1038 / nnano.2012.117 . ISSN  1748-3387 . PMID  22751224 .
  2. ^ Небель, Кристоф Э. (2013). «Электроны танцуют в алмазе». Материалы природы . 12 (8): 690–691. Bibcode : 2013NatMa..12..690N . DOI : 10.1038 / nmat3724 . ISSN 1476-1122 . PMID 23877395 .  
  3. ^ Gunawan, O .; Habib, B .; Де Портер, EP; Шаеган, М. (30 октября 2006 г.). «Квантованная проводимость в квантовом точечном контакте двумерной электронной системы AlAs». Physical Review B . 74 (15): 155436. arXiv : cond-mat / 0606272 . Bibcode : 2006PhRvB..74o5436G . DOI : 10.1103 / PhysRevB.74.155436 .
  4. ^ а б Калсер, Димитри; и другие. (2012). «Шумостойкие квантовые вычисления на основе долины с использованием квантовых точек Si». Письма с физическим обзором . 108 (12): 126804. arXiv : 1107,0003 . Bibcode : 2012PhRvL.108l6804C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.108.126804 .
  5. ^ «Универсальные квантовые вычисления со спином и состояниями долины». Никлас Ролинг и Гвидо Буркард. New J. Phys. 14 , 083008 (2012).
  6. ^ a b "Кубит со спином долины в углеродной нанотрубке". EA Laird, F. Pei и LP Kouwenhoven. Nature Nanotechnology 8 , 565–568 (2013).
  7. ↑ Прати, Энрико (01.10.2011). «Блокада долины квантового переключения в кремниевых наноструктурах» . Журнал нанонауки и нанотехнологий . 11 (10): 8522–8526. arXiv : 1203,5368 . DOI : 10,1166 / jnn.2011.4957 . ISSN 1533-4880 . 
  8. ^ Crippa A; и другие. (2015). «Блокада долины и многоэлектронный эффект Кондо спиновой долины в кремнии». Physical Review B . 92 (3): 035424. arXiv : 1501.02665 . Bibcode : 2015PhRvB..92c5424C . DOI : 10.1103 / PhysRevB.92.035424 .
  9. ^ A. Rycerz; и другие. (2007). «Фильтр долины и клапан долины в графене». Физика природы . 3 (3): 172–175. arXiv : cond-mat / 0608533 . Bibcode : 2007NatPh ... 3..172R . DOI : 10.1038 / nphys547 .
  10. ^ Ang, YS; Ян, С.А.; Zhang, C .; Ma, ZS; Анг, LK (2017). «Valleytronics в слиянии конусов Дирака: долинный фильтр с электрическим управлением, клапан и универсальный реверсивный логический вентиль». Physical Review B . 96 (24): 245410. arXiv : 1711.05906 . Bibcode : 2017PhRvB..96x5410A . DOI : 10.1103 / PhysRevB.96.245410 .
  11. ^ "Долина поляризации в монослоях MoS2 оптической накачкой". Хуалинг Цзэн, Цзюньфэн Дай, Ван Яо, Ди Сяо и Сяодун Цуй. Nature Nanotechnology 7 , 490–493 (2012).
  12. ^ Буссолотти, Фабио; Кавай, Хиройо; Ooi, Zi En; Челлаппан, Виджила; Тиан, Диксон; Панг, Ай Лин Кристина; Го, Куан Энг Джонсон (2018). «Дорожная карта по поиску хиральных долин: проверка 2D материалов для долинтроники». Нано-фьючерсы . 2 (3): 032001. Bibcode : 2018NanoF ... 2c2001B . DOI : 10.1088 / 2399-1984 / aac9d7 .
  13. ^ «Генерация, транспорт и обнаружение долин-поляризованных электронов в алмазе». Ян Исберг, Маркус Габриш, Йохан Хаммерсберг, Саман Майди, Киран Кумар Кови и Дэниел Дж. Твитчен. Материалы Nature 12 , 760–764 (2013). DOI: 10.1038 / nmat3694
  14. ^ "Индуцированная полем поляризация долин Дирака в висмуте". Цзэнвэй Чжу, Орели Коллоден, Бенуа Фоке, Вун Кан и Камран Бениа. Nature Physics 8 , 89-94 (2011).
  15. ^ Takashina, К. (2006). «Поляризация долины в Si (100) при нулевом магнитном поле». Письма с физическим обзором . 96 (23): 236801. arXiv : cond-mat / 0604118 . Bibcode : 2006PhRvL..96w6801T . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.96.236801 . PMID 16803388 . 
  16. ^ Ян, СН; Росси, А .; Русков, Р .; Lai, NS; Мохияддин, Ф.А.; Lee, S .; Tahan, C .; Klimeck, G .; Морелло, А. (27.06.2013). «Время жизни спиновой долины в кремниевой квантовой точке с настраиваемым расщеплением долины». Nature Communications . 4 : 2069. arXiv : 1302.0983 . Bibcode : 2013NatCo ... 4.2069Y . DOI : 10.1038 / ncomms3069 . ISSN 2041-1723 . PMID 23804134 .  
  17. ^ "Двумерные электроны AlAs в решетке антиточек: Электронный пинбол с эллиптическими контурами Ферми". О. Гунаван, Е.П. Де Портер и М. Шаеган. Phys. Ред. B 75 , 081304 (R) (2007).
  18. ^ "Спиновая долинная электроника в силицене: квантовые спиновые холловские квантовые аномальные холловские диэлектрики и однодолинные полуметаллы". Motohiko Ezawa, Phys. Ред. B 87 , 155415 (2013).

Внешние ссылки [ править ]

  • Мэтью Фрэнсис. Эксперименты намекают на новый тип электроники: Valleytronics - Nature Nanotechnology, 2012. DOI: 10.1038 / nnano.2012.95