Русская Википедия:Валитроника
Валитроника[1] или валлитроника (от Шаблон:Lang-en) — раздел физики полупроводников, в котором изучаются области локальных экстремумов (долины) в электронной зонной структуре. Некоторые полупроводники имеют несколько долин в первой зоне Бриллюэна, они известны как многодолинные полупроводники[2][3]. Валитроника — это технология управления такой степенью свободы, локальным максимумом/минимумом в валентной зоне или зоне проводимости таких многодолинных полупроводников.
Термин был придуман по аналогии со спинтроникой. В то время как в спинтронике внутренняя степень свободы спин используется для хранения, манипулирования и считывания битов информации, подход валитроники состоит в том, чтобы выполнять аналогичные задачи, используя множественные экстремумы зонной структуры, чтобы информация в виде нулей и единиц хранилась в виде различных дискретных значений квазиимпульса носителей тока.
Валитроника может относиться к другим формам манипуляции носителями в полупроводниковых долинах, включая квантовые вычисления с кубитами на основе долин, долинную блокаду[4][5][6][7] и другие формы квантовой электроники. Первое экспериментальное свидетельство долинной блокады, предсказанное в работе[8] (который дополняет набор кулоновскую блокаду заряда и спиновый запрет Паули) был обнаружен в кремниевом транзисторе, легированном одним атомом[9].
Несколько теоретических предсказаний были проверены экспериментально в различных системах, таких как графен[10], многослойный фосфорен[11], монослои некоторых дихалькогенидов переходных металлов[12][13], алмаз[14], висмут[15], кремний[5][16][17], углеродные нанотрубки[7], арсенид алюминия[18] и силицен[19].
Эффекты валитроники исследуются также в оптических системах, в фотонных зонных структурах которых возникает несколько долин. К таким системам относятся двумерные фотонные решётки[20], фотонные кристаллы[21], плазмонные метаповерхности[22] и другие. Валитронные оптические системы проявляют нетривиальные топологические свойства, в частности на их основе реализованы своеобразные варианты топологического лазера[23][24].
Примечания
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ 5,0 5,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ «Universal quantum computing with spin and valley states». Niklas Rohling and Guido Burkard. New J. Phys. 14, 083008(2012).
- ↑ 7,0 7,1 «A valley-spin qubit in a carbon nanotube». E. A. Laird, F. Pei & L. P. Kouwenhoven. Nature Nanotechnology 8, 565—568 (2013).
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ «Valley polarization in MoS2 monolayers by optical pumping». Hualing Zeng, Junfeng Dai, Wang Yao, Di Xiao and Xiaodong Cui. Nature Nanotechnology 7, 490—493 (2012).
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ «Generation, transport and detection of valley-polarized electrons in diamond». Jan Isberg, Markus Gabrysch, Johan Hammersberg, Saman Majdi, Kiran Kumar Kovi and Daniel J. Twitchen. Nature Materials 12, 760—764 (2013). doi:10.1038/nmat3694
- ↑ «Field-induced polarization of Dirac valleys in bismuth». Zengwei Zhu, Aurélie Collaudin, Benoît Fauqué, Woun Kang and Kamran Behnia. Nature Physics 8, 89-94 (2011).
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ «AlAs two-dimensional electrons in an antidot lattice: Electron pinball with elliptical Fermi contours». O. Gunawan, E. P. De Poortere, and M. Shayegan. Phys. Rev. B 75, 081304(R)(2007).
- ↑ «Spin valleytronics in silicene: Quantum spin Hall-quantum anomalous Hall insulators and single-valley semimetals». Motohiko Ezawa, Phys. Rev. B 87, 155415 (2013)
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Шаблон:Статья
