Фізики навчилися генерувати і контролювати електрони в долинах почесних напівпровідників.
В останні десятиліття дослідники різних країн активно шукають заміну традиційній електроніці, заснованій на використанні заряду електрону. Вони прагнуть зменшити енергоспоживання та тепловиділення електронних пристроїв через протікання електричних струмів і збільшити їх швидкодію. Найбільш відомий альтернативний напрям - спинтроніка, в якому використовується ще одна властивість електронів - спин.
Набагато менш відомий інший напрямок досліджень - волітроніка (valleytronics). Воно засноване на тому, що у деяких напівпровідників є кілька мінімумів дозволеної енергії електронів провідності (мовою зонної теорії - мінімумів зони провідності), які фізики називають долинами. Англійська назва valleytronics утворена аналогічно спінтроніці з двох слів valley (долина) і electronics (електроніка).
Наявність таких долин дозволяє кодувати інформацію приміщенням електрону в одну з них. У поєднанні зі спином це дозволяє значно розширити можливості кодування інформації в пристроях. Окремо два значення спина або дві долини відповідають одному біту інформації - їх можна зіставити з 0 і 1. А ось дві долини, в яких спини електронів можуть приймати різне значення, являють собою двобітову конструкцію, що кодує вже чотири значення. А якщо додати ще й заряд, то можна кодувати вісім значень. Як і спинтроніка, волітроніка обіцяє збільшення швидкодії, більш високу перешкоду і меншу споживану потужність. Однак створенню подібних пристроїв на практиці перешкоджає складність управління електронами для їх приміщення в долини та їх контролю там.
У статті, опублікованій в журналі Nature Nanotechnology, дослідники з США і Китаю повідомили, що їм вперше вдалося генерувати електрони і керувати ними в долинах почесного напівпровідника, що являє собою шар дихалькогеніду перехідного металу (TMDC). Для цього вони використовували електричну передачу (інжекцію) йому спина від приєднаного ферромагнітного напівпровідника. Найважливіше, що їм вдалося розміщувати носії заряду тільки в одній з двох долин. Завдяки явищу електролюмінесценції долини після цього випромінювали поляризоване світло з різною круговою поляризацією, спостерігаючи за яким фізики переконалися в успішності проведеної операції.
За матеріалами Лабораторії Берклі