这组光偏振空间分布图非同寻常——它看上去很像多色红螺。
在笔记本电脑或者智能手机内部的现代微电路中，你都可以发现晶体管的踪影。晶体管是一种能够控制电子流动的小型半导体设备。它在微电路中起着非常重要的作用。如果我们能用光子替代电子，那么就有可能制造出新的计算系统，进而在接近光速的超快速度下处理大量信息流。科学家们认为，光子是在量子计算机中传输信息的最佳载体。这种仍然只存在于假想中的计算机，其“立身之本”是量子学定律，它能够比当前最强大的超级计算机更有效地解决很多问题。尽管量子计算机非常强大，但科学家们仍然没有确定选择何种材料和平台来组建量子计算机系统。超导电路、冷原子或离子都有可能是未来制造量子计算机的选择。目前来看，半导体平台和二维晶体有望暂时在“竞赛”中领先。
phys.org网站7月23日报道，《自然-纳米技术》杂志发文称，物理学家们研究了光在单原子厚度的二硒化钼（MoSe2）二维晶体层中的传播情况。二硒化钼是世界上最薄的半导体晶体。研究人员发现，在超细晶体层中传播的光的偏振性由光的传播方向决定。这是晶体中自旋轨道相互作用的结果。有趣的是，正如科学家们强调的那样，他们观测到的光偏振空间分布图非同寻常：它很像一个多彩红螺。
德国维尔茨堡大学（University of Würzburg）的Sven H?fling教授团队合成了实验中用到的超细二硒化钼晶体。Sven H?fling实验室被认为是欧洲最好的晶体培育实验室之一。此后，俄罗斯圣彼得堡大学Alexey Kavokin教授团队和H?fling团队共同完成了晶体的测定实验。Mikhail Glazov对理论基础的发展作出了重要贡献。他是俄罗斯科学院、圣彼得堡大学自旋光学实验室和约飞物理技术研究所（Ioffe Physical Technical Institute）的研究人员。
Kavokin教授说：“我认为在不久的将来，二维单原子晶体将在量子通信器件中扮演重要的角色。超级计算机需要很长时间才能完成的工作，对量子计算设备来讲可能不值一提。量子设备的超强性能背后同时也蕴藏着巨大的风险——风险甚至不比原子弹低。例如，黑客使用量子计算机可以快速入侵银行保护系统。因此，科学家们正在进行大量保护性工作，包括创造保护量子设备的量子密码学等。我们的工作主要为半导体量子技术的发展有所贡献。”
此外，正如Kavokin教授所讲，这项研究是光诱导超导性研究的重要进展。虽然超导性很美好，但不具备应用可行性的超导性始终价值偏低。2018年3月，Kavokin教授团队曾预测，含有超导金属（如铝）的结构有助于解决这个问题。如今，他们正在寻找恰当的方法来获取支持其理论的实验证据。
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编译：雷鑫宇
审稿：三水
责编：唐林芳
期刊来源：《自然-纳米技术》
期刊编号：1748-3387
原文链接：
https://phys.org/news/2019-07-physicists-plane-world-thinnest-semiconductor.html
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