配对和排列电子的相互作用可以在半导体中控制

根据Nature Communications最近的研究结果,电子配对作为复合粒子或排列成线的方式在半导体内相互作用为电子学提供了新的设计机会。

对于半导体元件,例如那些在整个电子设备中发送信息的元件,这意味着什么尚不清楚,但静水压力可用于调节相互作用,使得电子配对,因为复合粒子在配对或“超导体状”之间切换。和排队,或“向列”,阶段。迫使这些阶段相互作用也表明它们可以影响彼此的属性,如稳定性 - 为电子设备和量子计算中的操纵开辟了可能性。

普渡大学物理学和天文学教授GáborCsáthy说:“你可以在半导体中以不同的方式将数百个不同的电子相组织起来。”“我们发现,在存在静水压力的情况下,两个人实际上可以互相交谈。”

Csáthy的研究小组发现静水压力比环境压力强10,000倍,压缩半导体中的原子晶格,因此影响半导体所承载的二维电子气中的电子排列。压力的强弱决定了哪种布置是有利的,并调整成对和排列阶段之间的过渡,使其更适合应用。在这两个阶段中,配对阶段可以支持某种类型的量子计算。

“我们还可以通过设计半导体来调整互动,”Csáthy说。“比方说,我们开发了一种具有特定宽度和电子密度的半导体,我们估计这种半导体可以稳定向列相。然后我们调整了电子 - 电子相互作用。”

普渡大学物理与天文学,电气与计算机工程与材料工程普渡大学教授迈克尔曼弗拉以及普林斯顿大学的研究员Loren Pfeiffer和Kenneth West为本研究开发了半导体样品。普渡大学物理学和天文学教授Yuli Lyanda-Geller为理解这些电子 - 电子相互作用的发生提供了理论支持。

这项研究得到了美国能源部,国家科学基金会和各种奖学金的支持。