Hiện tượng giao thoa phonon lượng tử mới mở đường cho cảm biến thế hệ tiếp theo

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice đã chứng minh một bước tiến đột phá trong giao thoa phonon, đạt được hiệu ứng giao thoa mạnh hơn gấp hai bậc so với những gì từng được quan sát trước đây. Bằng cách xen kẽ một vài lớp nguyên tử bạc giữa graphene và nền silicon carbide — một quá trình gọi là đồng tinh thể hạn chế (confinement heteroepitaxy) — họ đã tạo ra một giao diện kim loại hai chiều độc đáo, tăng cường tương tác các chế độ dao động trong silicon carbide. Giao thoa phonon mạnh mẽ này, được đặc trưng bởi các mẫu cộng hưởng Fano phát hiện qua phổ Raman, tiết lộ các tín hiệu dao động cực kỳ nhạy, có thể phân biệt ngay cả các phân tử thuốc nhuộm đơn lẻ trên bề mặt, cho phép phát hiện phân tử đơn không cần gắn nhãn với một thiết lập đơn giản và có thể mở rộng. Phát hiện này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc khai thác phonon — các đơn vị lượng tử của dao động mang nhiệt và âm thanh — như những vật mang thông tin lượng tử hiệu quả, tương đương với electron và photon. Khác với kim loại khối, lớp kim loại 2D mỏng nguyên tử tạo ra các con đường giao thoa lượng tử độc đáo chỉ từ tương tác phonon, không có sự đóng góp của điện tử. Những phát hiện này mở ra những hướng đi mới cho cảm biến lượng tử dựa trên phonon, phát hiện phân tử, thu năng lượng và...