Долинатроника

Valleytronics (от Valley and Electronics ) — экспериментальная область в области полупроводников , которая использует локальные экстремумы («долины») в электронной зонной структуре . Некоторые полупроводники имеют несколько «долин» в электронной зонной структуре первой зоны Бриллюэна и известны как многодолинные полупроводники. ^[1]^[2] Valleytronics — это технология контроля долинной степени свободы, локального максимума/минимума в валентной зоне / зоне проводимости таких многодолинных полупроводников.

Подробности [ править ]

Этот 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 долитроники состоит в том, чтобы выполнять аналогичные задачи, используя множественные экстремумы зонной структуры, чтобы информация из нулей и единиц могла храниться в виде различных дискретных значений импульса кристалла .

Valleytronics может относиться к другим формам квантового манипулирования долинами в полупроводниках, включая квантовые вычисления на основе долин с кубитами . ^[3]^[4]^[5]^[6] блокада долины и другие формы квантовой электроники . Первые экспериментальные доказательства блокады долины, предсказанные в работе. ^[7] (который завершает совокупность блокады кулоновского заряда и спиновой блокады Паули) наблюдался в кремниевом транзисторе, легированном одним атомом. ^[8]

Несколько теоретических предложений и экспериментов были выполнены на различных системах, таких как графен , ^[9] ^[10] ^[11] малослойный фосфорен , ^[12] некоторые монослои дихалькогенидов переходных металлов , ^[13]^[14]^[15] алмаз , ^[16] висмут , ^[17] кремний , ^[4]^[18]^[19] углеродные нанотрубки , ^[6] арсенид алюминия ^[20] и силицен . ^[21]

Ссылки [ править ]

^ Бениа, Кямран (1 июля 2012 г.). «Поляризованный свет усиливает Valleytronics». Природные нанотехнологии . 7 (8): 488–489. Бибкод : 2012NatNa...7..488B . дои : 10.1038/nnano.2012.117 . ISSN 1748-3387 . ПМИД 22751224 .
^ Небель, Кристоф Э. (2013). «Электроны танцуют в алмазе». Природные материалы . 12 (8): 690–691. Бибкод : 2013NatMa..12..690N . дои : 10.1038/nmat3724 . ISSN 1476-1122 . ПМИД 23877395 .
^ Гунаван, О.; Хабиб, Б.; Де Поортере, член парламента; Шайеган, М. (30 октября 2006 г.). «Квантованная проводимость в квантовом точечном контакте двумерной электронной системы AlAs». Физический обзор B . 74 (15): 155436. arXiv : cond-mat/0606272 . Бибкод : 2006PhRvB..74o5436G . дои : 10.1103/PhysRevB.74.155436 . S2CID 119086726 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Калцер, Дмитрий; и др. (2012). «Шумостойкие квантовые вычисления на основе долин с использованием квантовых точек Si». Письма о физических отзывах . 108 (12): 126804. arXiv : 1107.0003 . Бибкод : 2012PhRvL.108l6804C . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.126804 . ПМИД 22540611 . S2CID 22859674 .
^ «Универсальные квантовые вычисления со спином и состояниями долины». Никлас Ролинг и Гвидо Буркард. Нью Дж. Физ. 14 , 083008(2012).
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б «Кубит с долинным спином в углеродной нанотрубке». Э. А. Лэрд, Ф. Пей и Л. П. Коувенховен. Природные нанотехнологии 8 , 565–568 (2013).
^ Прати, Энрико (01 октября 2011 г.). «Квантовое переключение блокады долины в кремниевых наноструктурах» . Журнал нанонауки и нанотехнологий . 11 (10): 8522–8526. arXiv : 1203.5368 . дои : 10.1166/jnn.2011.4957 . ISSN 1533-4880 . ПМИД 22400218 . S2CID 28847674 .
^ Криппа А; и др. (2015). «Блокада долины и многоэлектронный эффект Кондо спиновой долины в кремнии». Физический обзор B . 92 (3): 035424. arXiv : 1501.02665 . Бибкод : 2015PhRvB..92c5424C . дои : 10.1103/PhysRevB.92.035424 . S2CID 117310207 .
^ А. Рычерц; и др. (2007). «Фильтр долины и клапан долины в графене». Физика природы . 3 (3): 172–175. arXiv : cond-mat/0608533 . Бибкод : 2007НатФ...3..172Р . дои : 10.1038/nphys547 . S2CID 119377206 .
^ Мрудул, М.С.; Галан, Эй Джей; Иванов, М.; Диксит, Г. (2021). «Светоиндуцированная долинатроника в первозданном графене». Оптика . 8 (3): 422–427. arXiv : 2011.04973 . Бибкод : 2021Оптика...8..422М . дои : 10.1364/OPTICA.418152 . S2CID 226289990 .
^ Рана, Н.; Диксит, Г. (2023). «Полностью оптическое сверхбыстрое переключение долины в двумерных материалах». Применена физическая проверка . 19 (3): 034056. arXiv : 2306.02856 . Бибкод : 2023PhRvP..19c4056R . doi : 10.1103/PhysRevApplied.19.034056 . S2CID 257614105 .
^ Анг, Ю.С.; Ян, SA; Чжан, К.; Ма, З.С.; Анг, ЛК (2017). «Valleytronics в объединении конусов Дирака: полностью электрический фильтр долины, клапан и универсальный обратимый логический вентиль». Физический обзор B . 96 (24): 245410. arXiv : 1711.05906 . Бибкод : 2017PhRvB..96x5410A . дои : 10.1103/PhysRevB.96.245410 . S2CID 51933139 .
^ «Долинная поляризация в монослоях MoS2 при оптической накачке». Хуалин Цзэн, Цзюньфэн Дай, Ван Яо, Ди Сяо и Сяодун Цуй. Природные нанотехнологии 7 , 490–493 (2012).
^ Ву, Цзэфэй; Цай, Сянбин; Лю, Гуй-Бин; Линь, Цзянсязи; Ан, Лихэн; Ван, Сюй, Шуйган; Чжан (05 февраля 2019 г.) Внутренний транспорт долины Холла в атомно тонком MoS2» . Nature Communications . Кам Туэн « ; Ген; Ченг, Чун ; Ло , -08629-9 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 6363770 .
^ Буссолотти, Фабио; Каваи, Хиройо; Оой, Зи Эн; Челлаппан, Виджила; Тиан, Диксон; Панг, Ай Линь Кристина; Го, Куан Энг Джонсон (2018). «Дорожная карта по поиску киральных долин: проверка 2D-материалов для долитроники». Нано-фьючерсы . 2 (3): 032001. Бибкод : 2018NanoF...2c2001B . дои : 10.1088/2399-1984/aac9d7 . S2CID 139826293 .
^ «Генерация, транспорт и обнаружение электронов с долинной поляризацией в алмазе». Ян Исберг, Маркус Габриш, Йохан Хаммерсберг, Саман Мажди, Киран Кумар Кови и Дэниел Дж. Твитчен. Материалы природы 12 , 760–764 (2013). дои: 10.1038/nmat3694
^ «Индуцированная полем поляризация долин Дирака в висмуте». Цзэнвэй Чжу, Орели Коллоден, Бенуа Фоке, Вун Кан и Камран Бениа. Физика природы 8 , 89-94 (2011).
^ Такашина, К. (2006). «Долинная поляризация в Si (100) в нулевом магнитном поле». Письма о физических отзывах . 96 (23): 236801. arXiv : cond-mat/0604118 . Бибкод : 2006PhRvL..96w6801T . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.236801 . ПМИД 16803388 . S2CID 42747323 .
^ Ян, CH; Росси, А.; Русков Р.; Лай, Н.С.; Мохияддин, ФА; Ли, С.; Тахан, К.; Климек, Г.; Морелло, А. (27 июня 2013 г.). «Время жизни спиновой долины в кремниевой квантовой точке с настраиваемым расщеплением долины». Природные коммуникации . 4 : 2069. arXiv : 1302.0983 . Бибкод : 2013NatCo...4.2069Y . дои : 10.1038/ncomms3069 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 23804134 . S2CID 13978092 .
^ «Двумерные электроны AlAs в решетке антиточек: электронный пинбол с эллиптическими контурами Ферми». О. Гунаван, Е.П. Де Портере и М. Шайеган. Физ. Ред. В 75 , 081304(R)(2007).
^ «Спиновая долинатроника в силицене: квантовый спин Холла – квантовые аномальные изоляторы Холла и однодолинные полуметаллы». Мотохико Эзава, физ. Ред. Б 87 , 155415 (2013)

Внешние ссылки [ править ]

Мэтью Фрэнсис: «Эксперименты намекают на новый тип электроники: Valleytronics» на Ars Technica
- Источник вышеизложенного: Цзэн Х., Дай Дж., Яо В. и др. «Долинная поляризация в монослоях MoS ₂ при оптической накачке» . Nature Nanotechnology , 7 490–493 (август 2012 г.). два : 10.1038/nnano.2012.95 .

[1] Бениа, Кямран (1 июля 2012 г.). «Поляризованный свет усиливает Valleytronics». Природные нанотехнологии . 7 (8): 488–489. Бибкод : 2012NatNa...7..488B . дои : 10.1038/nnano.2012.117 . ISSN 1748-3387 . ПМИД 22751224 .

[2] Небель, Кристоф Э. (2013). «Электроны танцуют в алмазе». Природные материалы . 12 (8): 690–691. Бибкод : 2013NatMa..12..690N . дои : 10.1038/nmat3724 . ISSN 1476-1122 . ПМИД 23877395 .

[3] Гунаван, О.; Хабиб, Б.; Де Поортере, член парламента; Шайеган, М. (30 октября 2006 г.). «Квантованная проводимость в квантовом точечном контакте двумерной электронной системы AlAs». Физический обзор B . 74 (15): 155436. arXiv : cond-mat/0606272 . Бибкод : 2006PhRvB..74o5436G . дои : 10.1103/PhysRevB.74.155436 . S2CID 119086726 .

[:0-4] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Калцер, Дмитрий; и др. (2012). «Шумостойкие квантовые вычисления на основе долин с использованием квантовых точек Si». Письма о физических отзывах . 108 (12): 126804. arXiv : 1107.0003 . Бибкод : 2012PhRvL.108l6804C . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.126804 . ПМИД 22540611 . S2CID 22859674 .

[5] «Универсальные квантовые вычисления со спином и состояниями долины». Никлас Ролинг и Гвидо Буркард. Нью Дж. Физ. 14 , 083008(2012).

[cnt-6] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б «Кубит с долинным спином в углеродной нанотрубке». Э. А. Лэрд, Ф. Пей и Л. П. Коувенховен. Природные нанотехнологии 8 , 565–568 (2013).

[7] Прати, Энрико (01 октября 2011 г.). «Квантовое переключение блокады долины в кремниевых наноструктурах» . Журнал нанонауки и нанотехнологий . 11 (10): 8522–8526. arXiv : 1203.5368 . дои : 10.1166/jnn.2011.4957 . ISSN 1533-4880 . ПМИД 22400218 . S2CID 28847674 .

[8] Криппа А; и др. (2015). «Блокада долины и многоэлектронный эффект Кондо спиновой долины в кремнии». Физический обзор B . 92 (3): 035424. arXiv : 1501.02665 . Бибкод : 2015PhRvB..92c5424C . дои : 10.1103/PhysRevB.92.035424 . S2CID 117310207 .

[9] А. Рычерц; и др. (2007). «Фильтр долины и клапан долины в графене». Физика природы . 3 (3): 172–175. arXiv : cond-mat/0608533 . Бибкод : 2007НатФ...3..172Р . дои : 10.1038/nphys547 . S2CID 119377206 .

[10] Мрудул, М.С.; Галан, Эй Джей; Иванов, М.; Диксит, Г. (2021). «Светоиндуцированная долинатроника в первозданном графене». Оптика . 8 (3): 422–427. arXiv : 2011.04973 . Бибкод : 2021Оптика...8..422М . дои : 10.1364/OPTICA.418152 . S2CID 226289990 .

[11] Рана, Н.; Диксит, Г. (2023). «Полностью оптическое сверхбыстрое переключение долины в двумерных материалах». Применена физическая проверка . 19 (3): 034056. arXiv : 2306.02856 . Бибкод : 2023PhRvP..19c4056R . doi : 10.1103/PhysRevApplied.19.034056 . S2CID 257614105 .

[12] Анг, Ю.С.; Ян, SA; Чжан, К.; Ма, З.С.; Анг, ЛК (2017). «Valleytronics в объединении конусов Дирака: полностью электрический фильтр долины, клапан и универсальный обратимый логический вентиль». Физический обзор B . 96 (24): 245410. arXiv : 1711.05906 . Бибкод : 2017PhRvB..96x5410A . дои : 10.1103/PhysRevB.96.245410 . S2CID 51933139 .

[13] «Долинная поляризация в монослоях MoS2 при оптической накачке». Хуалин Цзэн, Цзюньфэн Дай, Ван Яо, Ди Сяо и Сяодун Цуй. Природные нанотехнологии 7 , 490–493 (2012).

[14] Ву, Цзэфэй; Цай, Сянбин; Лю, Гуй-Бин; Линь, Цзянсязи; Ан, Лихэн; Ван, Сюй, Шуйган; Чжан (05 февраля 2019 г.) Внутренний транспорт долины Холла в атомно тонком MoS2» . Nature Communications . Кам Туэн « ; Ген; Ченг, Чун ; Ло , -08629-9 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 6363770 .

[15] Буссолотти, Фабио; Каваи, Хиройо; Оой, Зи Эн; Челлаппан, Виджила; Тиан, Диксон; Панг, Ай Линь Кристина; Го, Куан Энг Джонсон (2018). «Дорожная карта по поиску киральных долин: проверка 2D-материалов для долитроники». Нано-фьючерсы . 2 (3): 032001. Бибкод : 2018NanoF...2c2001B . дои : 10.1088/2399-1984/aac9d7 . S2CID 139826293 .

[16] «Генерация, транспорт и обнаружение электронов с долинной поляризацией в алмазе». Ян Исберг, Маркус Габриш, Йохан Хаммерсберг, Саман Мажди, Киран Кумар Кови и Дэниел Дж. Твитчен. Материалы природы 12 , 760–764 (2013). дои: 10.1038/nmat3694

[17] «Индуцированная полем поляризация долин Дирака в висмуте». Цзэнвэй Чжу, Орели Коллоден, Бенуа Фоке, Вун Кан и Камран Бениа. Физика природы 8 , 89-94 (2011).

[18] Такашина, К. (2006). «Долинная поляризация в Si (100) в нулевом магнитном поле». Письма о физических отзывах . 96 (23): 236801. arXiv : cond-mat/0604118 . Бибкод : 2006PhRvL..96w6801T . doi : 10.1103/PhysRevLett.96.236801 . ПМИД 16803388 . S2CID 42747323 .

[19] Ян, CH; Росси, А.; Русков Р.; Лай, Н.С.; Мохияддин, ФА; Ли, С.; Тахан, К.; Климек, Г.; Морелло, А. (27 июня 2013 г.). «Время жизни спиновой долины в кремниевой квантовой точке с настраиваемым расщеплением долины». Природные коммуникации . 4 : 2069. arXiv : 1302.0983 . Бибкод : 2013NatCo...4.2069Y . дои : 10.1038/ncomms3069 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 23804134 . S2CID 13978092 .

[20] «Двумерные электроны AlAs в решетке антиточек: электронный пинбол с эллиптическими контурами Ферми». О. Гунаван, Е.П. Де Портере и М. Шайеган. Физ. Ред. В 75 , 081304(R)(2007).

[21] «Спиновая долинатроника в силицене: квантовый спин Холла – квантовые аномальные изоляторы Холла и однодолинные полуметаллы». Мотохико Эзава, физ. Ред. Б 87 , 155415 (2013)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]