导读 钙钛矿是一种具有特殊电子键合能力且有多种应用的材料，可以用于量子传感。许多科学家正在研究不同的材料，以期将其用于量子技术。这些材料...
钙钛矿是一种具有特殊电子键合能力且有多种应用的材料，可以用于量子传感。
许多科学家正在研究不同的材料，以期将其用于量子技术。这些材料中原子的一个重要特征是自旋。科学家希望控制原子自旋来开发新料，即自旋电子学。它们可以用于先进技术，如存储设备和用于超精确测量的量子传感器。
最近，美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室和北诺伊大学的研究人员取得了突破性进展，他们发现，他们可以利用光来检测一类称为钙钛矿的材料(本研究中具体指甲基铵碘化铅，即 MAPbI3)的自旋状态。)。钙钛矿具有许多潜在用途，从太阳能电池板到量子技术。
该研究成果发表在《自然通讯》杂志上杂志上。
要理解自旋，请考虑电子。当原子靠得很近时，它们可以共享一些外层电子，从而在它们之间形成键。每个键包含两个“配对”的电子，这意味着它们共享一个轨道——它们移动的区域。
现在，这些配对电子中的每一个都具有两种可能的自旋状态之一：自旋向上或自旋向下。如果一个电子自旋向上，另一个电子自旋向下。由于我们无法在不观察它们的情况下确切知道哪个电子具有哪种自旋，因此我们说它们存在于量子叠加中 - 在被观察之前它们既自旋向上又自旋向下的状态。
阿贡物理学家、这项研究的共同作者 Saw Wai Hla 说道：“通过调节钕的浓度来适应激子的浓度，我们最终可以使用钕作为激子自旋的一种探。”
这与量子计算中使用的概念相同。量子比特可以同时表示零和一，而传统比特只能表示其中之一。这使得量子计算机在某些方面比普通计算机强大得多。
识别和控制电子自旋是制造计算机和传感器等量子设备的关键。