Velnias išsamiai apibūdina kvantinės emisijos trūkumą

Menininko įspūdis, rodantis vieną fotonų emiterio derinį hBN augimo metu. Kreditai: Trong Toan Tran.

Tyrimas padeda atrasti cheminę struktūrą trūkumuose, kurie išskiria vieną fotoną

Sistema, galinti skleisti vieną fotonų srautą, vadinama kvantiniu šviesos šaltiniu, yra svarbus aparatūros komponentas naujoms technologijoms, tokioms kaip: Kvantinis kompiuterisKvantinis internetas ir kvantinė komunikacija

Daugeliu atvejų norint sukurti kvantinę šviesą pagal pareikalavimą reikia manipuliuoti ir valdyti vieną atomą ar molekulę, peržengti šiuolaikinių gamybos būdų ribas ir paversti šių sistemų kūrimą tarpdalykiniu iššūkiu.

Naujame tyrime, paskelbtame Natūrali medžiagaDaugiadisciplininis bendradarbiavimas, vedamas Sidnėjaus technologijos universiteto (UTS), atskleidė baltojo defekto cheminę struktūrą. Grafenas (šešiakampis boro nitridas, hBN) – dvimatė nanomedžiaga, kuri labai pažadėjo kaip kvantinės šviesos kūrimo platforma.

Krištolo defektai ar netobulumai gali veikti kaip vienas fotonų šaltinis, todėl norint sukurti juos naudojant kontroliuojamą metodą, labai svarbu suprasti jų cheminę struktūrą.

„Vieno fotono hBN spinduolis pasižymi išskirtinėmis optinėmis savybėmis, kurios yra vienos geriausių iš bet kurios kietojo kūno medžiagų sistemos. Tačiau, kad galėtume juo naudotis, turime suprasti defekto pobūdį ir galiausiai galime. Paslaptis pradėjo aiškintis “, – sakė UTS kandidatas į doktorantą Noahas Mendelsonas ir pirmasis tyrimo autorius.

„Deja, negalime derinti galingų metodų, kad galėtume tiesiogiai vizualizuoti pavienius atomus su kvantine optika, todėl gauti šią struktūrinę informaciją yra labai sunku. Vietoj to, mes puolame šią problemą skirtingais rakursais, kontroliuodami tokių priedų kaip anglis įterpimą į hBN augimo metu ir tiesiogiai palygindami kiekvieno jų optines savybes “, – sakė jis.

Norint pasiekti šį išsamų tyrimą, komanda, vadovaujama profesoriaus Igorio Aharonovičiaus, ARC transformacinių metaoptinių medžiagų (TMOS) UTS mazgo centro centro tyrėjo, kreipėsi į bendradarbius Australijoje ir visame pasaulyje, kad Tiekimo masyvas Iš norimo mėginio

Pirmą kartą mokslininkams pavyko pastebėti tiesioginį ryšį tarp anglies intarpų ir hBN tinklų bei kvantinės emisijos.

„Medžiagų defektų struktūros nustatymas yra nepaprastai sudėtinga problema ir reikalauja daugelio disciplinų specialistų. Tai nėra kažkas, ką galime padaryti vieni savo grupėje. Tik bendradarbiaudami su viso pasaulio bendradarbiais, kurie specializuojasi skirtingose ​​medžiagų auginimo technikose, galėsime išsamiai išnagrinėti šį klausimą. Dirbdami kartu, mes pagaliau galime suteikti aiškumo, reikalingo visai mokslininkų bendruomenei “, – sakė profesorius Aharonovičius.

„Labai įdomu, kai šis tyrimas paaiškėja kaip naujos bendradarbiavimo pastangos su bendradarbiais Dipankar Chugh, Hark Hoe Tan ir Chennupati Jagadish iš TMOS mazgo Australijos nacionalinis universitetas, “Jis pasakė.

Mokslininkai savo tyrime taip pat nustatė dar vieną įdomią savybę, kad tokie defektai turi sukimąsi, pagrindines kvantines mechanines savybes ir pagrindinius elementus užkoduojant ir gaunant saugomą kvantinę informaciją. Viename fotone

„Patvirtinus šiuos defektus, atsivers įdomios galimybės ateityje taikyti kvantinį jutimą, ypač naudojant plonas atomines medžiagas“, – sakė profesorius Aharonovičius.

Darbe pristatoma nauja mokslinių tyrimų sritis – 2D kvantinė spintronika ir sukurtas pagrindas tolesniems kvantinės šviesos emisijos iš hBN tyrimams. Autoriai tikisi, kad jų darbas paskatins didesnį susidomėjimą šia sritimi ir palengvins. Patogu stebėti tokius eksperimentus kaip susipainiojusių fotonų porų generavimas iš hBN, išsamūs sistemos sukimosi savybių tyrimai ir teorinis defektų struktūrų patvirtinimas.

„Tai tik pradžia, ir mes tikimės, kad mūsų išvados paspartins hBN kvantinių spinduolių diegimą įvairioms besiformuojančioms technologijoms“, – užbaigė p. Mendelsonas.

Pamatinė medžiaga: „Anglies atpažinimas kaip matomų pavienių fotonų emisijos iš šešiakampio boro nitrido šaltinis“, autorius Noah Mendelson, Dipankar Chugh, Jeffrey R. Reimers, Tin S. Chang, Andreas Gottscholl, Hu. Longas, Christopheris J. Vladimiras Dyakonovas, Peteris H. Betonas, Sergejus V. Novikovas, Chennupati Jagadishas, ​​Harkas Hoe Tanas, Michaelas J. Fordas, Milosas Tothas, Carlo Bradacas ir Igoris Aharonovičius, 2020 m. Lapkričio 2 d., Natūrali medžiaga.
DOI: 10.1038 / s41563-020-00850-m

Finansavimas: Australijos tyrimų taryba, Azijos kosminės erdvės tyrimų ir plėtros agentūra, JAV Energetikos departamentas, Nacionalinė skaičiavimo infrastruktūra (NCI), „Crossroads“, Šanchajaus universitetas, Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas, Vokietijos tyrimų fondas.

Prie tyrimo taip pat prisidėjo mokslininkai iš Šanchajaus universiteto, Notingemo universiteto, Wurzburgo universiteto, Kalifornijos universiteto, Berklio ir Trento universiteto.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.