A lézerfény az innovációnak köszönhetően kvantummá válhat
Nanométer vastag gallium-arzén membránokat használtak, egy félvezető anyagot, amelyet széles körben használnak a napelemekben. A membránt két tükör közé helyezik a bejövő fotonok manipulálására - írja a Phys.
A fotonok kölcsönhatásba lépnek a félvezető elektron-lyuk párjaival, és új, kimutató részecskéket képeznek, az úgynevezett polaritonokat, amelyek mind foton, mind elektron-lyuk pár tulajdonságokkal rendelkeznek. A polaritonok néhány pikoszekundumban lebomlanak, és az általuk kibocsátott fotonok kvantum aláírással rendelkeznek.
A tanulmány nemrégiben megjelent a Nature Materials folyóiratban.
Bár ezek a kvantum-aláírások még mindig gyengék, a cikk új módszerrel áll elő egyetlen foton előállítására igény szerint.
"Az egyes fotonok igény szerinti előállításának képessége rendkívül fontos a jövőbeni alkalmazásokhoz a kvantumkommunikációban és a kvantuminformációk feldolgozásában" - mondta Thomas Volz, a Macquarie Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének professzora.
Az egyes fotonkibocsátókat általában az anyagtervezés segítségével hozzák létre - ahol maga az anyag úgy van összeállítva, hogy kvantum viselkedéshez vezetjen. De ennek a szokásos megközelítésnek komoly korlátai vannak a kisebb és nagyobb léptékekben, mert az egyedüli fotont kibocsátók gyártása csak anyagtechnikával rendkívül nehéz.
"A módszerünk sokkal alkalmasabb lehet tömeggyártásra, ha sikerült növelnünk az előállított kvantum aláírások erejét. A fotonikus nanostruktúrák tervezésével és nem az anyagok közvetlen tervezésével azonos kvantumemissziókat hozhatunk létre félvezetőkből "- mondta Guillermo Munoz Matutano, a tanulmány fő szerzője. "Bár az alkalmazások még mindig messze vannak, munkánk fontos lépést tesz a polariton ezen a területén. A rezsim, amelyben olyan erősen kölcsönhatásba lép, hogy kvantum aláírásokat nyomtat a fotonokra, eddig nem volt elérhető, és új teret nyit a kutatók számára a területen "- tette hozzá Volz.
Javasoljuk, hogy olvassa el a következő cikkeket: