(PhysOrg.com) - Matthew Doty, biträdande professor vid University of Delaware Institutionen för materialvetenskap och teknik, är medförfattare till två artiklar som utforskar nya metoder för att montera kvantprickar för att styra hur elektroner interagerar med ljus och magnetfält för applikationer i nästa generations beräkningsenheter och fångning av solenergi.

Tidningarna dök nyligen upp i Fysisk granskning B , en tidskrift för American Physical Society (APS). Båda tidningarna valdes som "Redaktörens förslag, ”En beteckning reserverad för endast fem procent av artiklarna som skickas till tidningen.

Dotys grupp studerar kvantprickar, små halvledare som kan fånga enstaka elektroner på ett sätt som är jämförbart med atomer som väte och helium. Kvantprickar kallas ofta "konstgjorda atomer" eftersom de har elektroniska egenskaper som liknar naturliga atomer. Dotys grupp undersöker hur dessa "konstgjorda atomer" kan sättas samman för att skapa "konstgjorda molekyler." Till skillnad från naturliga molekyler, egenskaperna hos dessa kvantpunktmolekyler kan skräddarsys för att skapa unika och avstämbara egenskaper för elektronerna som är fångade i molekylerna.

Det första papperet, med titeln ”In situ -justerbar g -faktor för en enda elektron som är inskriven inuti en InAs kvantpunktmolekyl, ”Dokumenterar en ny strategi för att konstruera spinnegenskaperna hos enstaka konformerade elektroner.

Dotys team demonstrerar denna strategi genom att designa, att tillverka och karakterisera en kvantpunktmolekyl som gör att elektronegenskaperna kan justeras med en liten förändring i spänningen som appliceras på molekylen. Strategins framgång validerar ett nytt tillvägagångssätt för att konstruera optoelektroniska enheter med dramatiskt förbättrad beräkningskraft.

Tidningens huvudförfattare var Weiwen Liu, doktorand i Dotys forskargrupp. Medförfattare inkluderar UD ingenjörs doktorander Ramsey Hazbun och Shilpa Sanwlani; James Kolodzey, Charles Black Evans professor i el- och datateknik; och Allan Bracker och Daniel Gammon från Naval Research Laboratory.

Det andra papperet, med titeln "Spektroskopiska signaturer av mångkroppsinteraktioner och delokaliserade tillstånd i självmonterade laterala kvantpunktmolekyler, ”Beskriver en annan molekylär design, där de två kvantprickarna placeras sida vid sida istället för en ovanpå den andra. Den laterala geometrin förändrar det sätt på vilket elektroner är fångade i molekylen och skapar mer komplexa elektroniska molekylära tillstånd. Dessa nya elektroniska tillstånd för den laterala molekylära designen ger en mall för nya datorarkitekturer som övervinner skalningsgränser för konventionell laddningsbaserad beräkning genom att förmedla interaktioner mellan enkla begränsade snurr.

Xinran Zhou, en doktorand i Dotys forskargrupp, fungerade som huvudförfattare till tidningen. Medförfattare inkluderar UD-doktorander Shilpa Sanwlani och Weiwen Liu och forskare från Kwangoon University of South Korea, University of Arkansas och University of Electronic Science and Technology of China.