أتاحت الطبقات الممتدة التحكم في خصائص المواد النانوية دون إضافات كيميائية

يبلغ سمك هذه المواد ثنائية الأبعاد ثلاث ذرات فقط. إذا تم توصيل مادتين من هذه المواد بزاوية طفيفة، فإن الذرات عند نقطة الاتصال يتم ترتيبها بنمط منتظم: حيث تتناوب المناطق ذات الترتيب الأفضل والأقل للذرات. إذا قمت بعد ذلك بتمديد الهيكل في اتجاه واحد، يتغير النمط. وبدلاً من المناطق المثلثة، تظهر خطوط متوازية طويلة، تفصل بينها فجوات ضيقة يتراوح عرضها من 3 إلى 15 نانومتر. وتظهر في هذه الفجوات آبار محتملة كمومية، مما يؤدي إلى احتجاز أزواج ثقب الإلكترون -الإكسيتونات- داخل خط ضيق. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشكيل السلك الكمي. ولرؤية الهيكل قبل التشوه وبعده، استخدم العلماء تقنيتين للتصوير. لقد لاحظوا النمط لأول مرة باستخدام مجهر الالتواء للقوة الذرية. ثم تم نقل العينة إلى الركيزة مع نتوءات متوازية. خلقت النتوءات امتدادًا محليًا يبلغ حوالي 0.1%، وهو ما كان كافيًا لإعادة ترتيب النمط من ثنائي الأبعاد إلى أحادي البعد، وهو ما تم تأكيده باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح. ونتيجة لذلك، بدأت الإكسيتونات في القنوات أحادية البعد بإصدار الضوء باستقطاب خطي موجه على طول القنوات، بدرجة استقطاب تصل إلى 0.9. ونشرت نتائج البحث في مجلة Physical Review Letters. يعلق أنور بايموراتوف، رئيس الجزء النظري من الدراسة، والأستاذ المشارك في مركز سكولتيك للفيزياء الهندسية ورئيس المجموعة المعنية بنظرية المواد ثنائية الأبعاد: “لقد أظهرنا أن التمدد يسمح لك بتحويل الهيكل من تكوين ثنائي الأبعاد إلى تكوين أحادي البعد. وهذا يجعل من الممكن التحكم في طاقة الإشعاع وعمره واستقطابه عن طريق اختيار الزاوية الأولية لدوران الطبقات وتغيير ملف الركيزة للتحكم في التشوه عند وهذه الدرجة من التحكم ضرورية لإنشاء أجهزة كمومية ذات إشعاع اتجاهي وقابل للضبط. تفتح النتائج إمكانية إنشاء أسلاك كمومية أحادية البعد بخصائص محددة لاستخدامها في الإلكترونيات الضوئية وأجهزة الاستشعار الكمومية وعناصر معالجة المعلومات الكمومية.