Коммуникативные навыки квантовых точек:

Одна группа теоретически решила, как коммуникация между двумя квантовыми точками может влиять свет. Команда показывает способы контроля передачи информации или энергия из одной квантовой точки в другую. Для этого исследователи рассчитали электронную структуру двух квантовых точек или нанокристаллов, которые действуют как квантовые точки. Результаты можно использовать для моделирования движения электронов в квантовых точках в реальном времени. Так называемые квантовые точки — это новый класс материалов, имеющий множество применений. Их получают в виде крошечных полупроводниковых кристаллов размером в нанометровом диапазоне. Оптические и электрические свойства можно контролировать с помощью размера этих кристаллов в последних поколениях телевизоров с плоским экраном, представленных на рынке, где они обеспечивают особенно яркую цветопередачу с высоким разрешением. Однако квантовые точки используются не только в качестве красителей, но также в солнечных элементах или в качестве полупроводниковых компонентов. Кроме того, они используются вплоть до вычислительных компонентов, называемых кубитами квантового компьютера.

Теперь команда под руководством доктора Анники Банде из HZB расширила понимание взаимодействия между различными квантовыми точками с атомистической точки зрения в теоретической публикации. Анника Банде возглавляет группу теории электронной динамики и спектроскопии в HZB и интересуется происхождением квантовых физических явлений. Хотя квантовые точки представляют собой чрезвычайно маленькие нанокристаллы, они состоят из тысяч атомов и множества электронов. Теоретик-химик, недавно получившая докторскую степень в Свободном университете, подчеркивает, что электронную структуру такого полупроводникового кристалла вряд ли можно рассчитать с помощью суперкомпьютеров. Однако разработанные методы вряд ли описывают проблему. В данном случае мы работаем с уменьшенными версиями квантовых точек, состоящих всего из примерно сотни атомов, которые обладают характерными свойствами реальных нанокристаллов.

Благодаря этому подходу, после полутора лет разработки и в сотрудничестве с профессором Жаном Кристофом Трамбле из CNRS-Университета Лотарингии в Меце, они смогли смоделировать взаимодействие двух квантовых точек, каждая из которых состоит из сотен атомов. Конкретно мы исследовали, как эти две квантовые точки могут постоянно поглощать, обмениваться и хранить энергию, контролируемую светом. Первый световой импульс используется для возбуждения, а второй световой импульс вызывает накопление. Исследователи исследовали три разные пары квантовых точек, чтобы уловить влияние размера и геометрии. Далее они с высочайшей точностью рассчитали электронную структуру и смоделировали движение электрона в реальном времени с разрешением фемтосекунд (10-15 с).