Gli scienziati hanno generato luce polarizzata circolarmente e ne hanno controllato la direzione senza utilizzare magneti ingombranti o temperature molto basse. Le scoperte, da ricercatori e colleghi dell'Università di Nagoya in Giappone, e pubblicato sulla rivista Materiale avanzato , mostrano promesse per lo sviluppo di materiali e metodi di dispositivi che possono essere utilizzati nell'elaborazione delle informazioni quantistiche ottiche.

Le particelle di luce chiamate fotoni hanno proprietà interessanti che possono essere sfruttate per immagazzinare e trasportare dati, e mostrano enormi promesse per l'uso nell'informatica quantistica.

Perché ciò accada, le informazioni vengono prima immagazzinate in elettroni che poi interagiscono con la materia per generare fotoni che trasportano dati. Le informazioni possono essere codificate nella direzione dello spin di un elettrone, così come è memorizzato sotto forma di 0 e 1 nei "bit" dei computer. I dati possono essere memorizzati anche quando gli elettroni occupano "valli" che si trovano nelle bande di energia in cui si muovono mentre orbitano attorno a un atomo. Quando questi elettroni interagiscono con specifici materiali che emettono luce, generano luce 'chirale' 'polarizzata a valle, ' che mostra il potenziale per l'archiviazione di grandi quantità di dati.

Finora, però, gli scienziati sono riusciti a generare questo tipo di luce polarizzata circolarmente solo utilizzando magneti e temperature molto fredde, rendendo la tecnica poco pratica per un uso diffuso.

I fisici applicati dell'Università di Nagoya Taishi Takenobu e Jiang Pu hanno guidato un team di scienziati per sviluppare una temperatura ambiente, approccio controllato elettricamente per generare questa luce polarizzata a valle chirale.

Primo, hanno fatto crescere un monostrato di disolfuro di tungsteno semiconduttore su un substrato di zaffiro e lo hanno coperto con una pellicola di gel di ioni. Gli elettrodi sono stati posizionati su entrambe le estremità del dispositivo ed è stata applicata una piccola tensione. Questo ha generato un campo elettrico e alla fine ha prodotto luce. Il team ha scoperto che la luce chirale è stata osservata tra -193 gradi Celsius e la temperatura ambiente dalle parti del dispositivo in cui il substrato di zaffiro è stato naturalmente teso a causa del processo di sintesi. Potrebbe essere generato solo dalle aree libere da deformazioni, però, a temperature molto più fredde. Gli scienziati hanno concluso che la deformazione ha svolto un ruolo cruciale nella generazione di luce polarizzata a valle a temperatura ambiente.

Hanno quindi prodotto uno stadio di piegatura su cui hanno posizionato un dispositivo di disolfuro di tungsteno su un substrato di plastica. Hanno usato la fase di piegatura per applicare la tensione al loro materiale, guidando una corrente elettrica nella stessa direzione del ceppo e generando luce polarizzata a valle a temperatura ambiente. L'applicazione di un campo elettrico al materiale ha commutato la luce chirale dal movimento in una direzione al movimento nell'altra.

"Il nostro uso di semiconduttori monostrato tesi è la prima dimostrazione di un dispositivo a emissione di luce in grado di generare e commutare elettricamente luce polarizzata circolarmente destra e sinistra a temperatura ambiente, "dice Takenobu.

Il team ottimizzerà ulteriormente il proprio dispositivo con l'obiettivo di sviluppare pratiche sorgenti luminose chirali.