Thứ Sáu, 14 tháng 10, 2016

Độc photon điốt phát quang quẻ để hội nhập trên chip

các nhà nghiên cứu trong khoảng Graphene Flagship dùng vật liệu phổ quát lớp để đáp ứng một ánh sáng lượng tử toàn điện điốt phát quang đãng (LED) sở hữu phát xạ đơn photon. các đèn LED mang tiềm năng là nguồn photon trên chip trong các vận dụng thông tin lượng tử.

LED nguyên tử mỏng phát ra một photon ở một thời kì đã được vững mạnh bởi các nhà nghiên cứu trong khoảng Graphene Flagship. Cấu tạo bằng lớp nguyên liệu nguyên tử mỏng, bao gồm dichalcogenides kim loại chuyển tiếp (TMDS), graphene, và boron nitride, những đèn LED siêu mỏng cho thấy tất cả-điện thế hệ photon đơn lẻ mang thể là trên chip nguồn ánh sáng lượng tử hoàn hảo cho một loạt những ứng dụng lượng tử ánh sáng cho truyền thông lượng tử và mạng lưới. các nghiên cứu, Báo cáo trên tin báo Nature Communications, được dẫn dắt bởi Đại học Cambridge, Vương quốc Anh.

các vật dụng siêu mỏng Con số trong bài báo được xây dựng của những lớp mỏng của vật liệu lớp khác nhau, xếp chồng lên nhau với nhau để tạo thành một dị thể. loại điện được tiêm vào những trang bị, trục đường hầm từ đơn lớp graphene, chuẩn y vài lớp boron nitride hoạt động như một rào cản tuyến đường hầm, và vào mono- hoặc hai lớp TMD vật chất, chả hạn như vonfram diselenide (WSe2), trong ngừng thi côngĐây các electron tái hợp có lỗ để giải phóng photon đơn lẻ. Ở cái cao, tái tổ hợp này xảy ra trên toàn bộ bề mặt của đồ vật, khi mà mẫu điện phải chăng, tính lượng tử là rõ ràng và sự tái tổ hợp tụ hội ở bộ phát lượng tử nội địa hóa cao.

All-điện phát xạ photon đơn lẻ là một ưu tiên quan trọng cho quang đãng điện tử học lượng tử tích hợp. thường ngày, hệ photon đơn lẻ dựa trên kích thích quang học và đòi hỏi quy mô lớn quang set-up mang laser và sự kết liên xác thực của những thành phần quang đãng học. Nghiên cứu này đem lại khí thải đơn photon trên chip cho truyền thông lượng tử một bước sắp hơn. Giáo sư Mete Atatüre (Cavendish Laboratory, Đại học Cambridge, Vương quốc Anh), đồng tác nhái của nghiên cứu, giảng giải "Cuối cùng, trong một mạch mở mang, chúng tôi cần những đồ vật tích hợp gần như mà chúng ta có thể điều khiển bằng xung điện, thay vì 1 laser tập hợp vào phân đoạn khác nhau của 1 mạch tích hợp đối với truyền thông lượng tử có các photon đơn lẻ, và những mạng lượng tử giữa các nút khác nhau -. tỉ dụ, để vài qubit - chúng tôi muốn để với thể chỉ cần lái xe ngày nay, và có được ánh sáng ra có tất cả phát thải chậm triển khai. là quang dễ bị kích động, nhưng chỉ có 1 số ít được điều khiển bằng điện "trong những trang bị của họ, một hiện khiêm tốn dưới một μA đảm bảo rằng các hành vi đơn photon chi phối những đặc điểm khí thải.

Cấu trúc phân tầng của TMDS làm cho chúng hoàn hảo để sử dụng trong heterostructures siêu mỏng để tiêu dùng trên chip, và cũng cho biết thêm lợi ích của lớp interfacing nguyên tử chính xác. những phát thải lượng tử cũng được tổ chức trong lớp TMD và mang phổ phát xạ quang đãng phổ sắc nét. bản tính lớp cũng phân phối một lợi thế hơn một số bộ phát đơn photon khác để tích hợp khả thi và với hiệu quả vào các mạch nanophotonic. Giáo sư Frank Koppens (ICFO, Tây Ban Nha), lãnh đạo khiến việc trọn gói 8 -. Optoelectronics và quang quẻ tử, cho biết thêm "bằng điện điều khiển nguồn photon đơn lẻ là rất cần phải có cho phổ biến ứng dụng, và thực hiện đầu tiên này mang những vật liệu phổ quát lớp là 1 cột mốc quan yếu thực này siêu mỏng và nền móng linh động cung ứng mức độ cao của tunability, tự do kiểu dáng, và khả năng tích hợp sở hữu nền nano-điện tử bao gồm cả CMOS silicon ".

Nghiên cứu này là một tỉ dụ xuất sắc của những khả năng có thể được mở ra có các khám phá mới về vật liệu. các chấm lượng tử được phát hiện tồn tại trong TMDS lớp chỉ rất gần đây, sở hữu nghiên cứu được ban bố đồng thời vào đầu năm 2015 bởi đội ngũ nghiên cứu khác nhau bao gồm những hàng ngũ hiện đang làm việc trong Graphene Flagship. tấn sĩ Marek Potemski và đồng nghiệp làm cho việc tại CNRS (Pháp) kết hợp với các nhà nghiên cứu tại Đại học Warsaw (Ba Lan) đã phát hiện ra bộ phát lượng tử ổn định ở các cạnh của lớp đơn WSe2, hiển thị phát sáng quang khu biệt có các đặc tính phát xạ đơn photon. Giáo sư Kis và các đồng nghiệp làm cho việc tại ETH Zurich và EPFL (Thụy Sĩ) cũng Quan sát bộ phát photon đơn sở hữu linewidths hẹp trong WSe2. song song, giáo sư van der Zant và các đồng nghiệp trong khoảng Đại học khoa học Delft (Hà Lan), làm việc có những nhà nghiên cứu tại Đại học Münster (Đức) Quan sát thấy rằng những phát thải cục bộ trong WSe2 là do exciton bị mắc kẹt, và gợi ý rằng họ có nguyên do trong khoảng khuyết thiếu cấu trúc. các phát thải lượng tử mang khả năng thay thế nghiên cứu về truyền thống chấm lượng tử đối vì phổ biến lợi ích của họ trong những thiết bị siêu mỏng của những cấu trúc phân lớp.

có nghiên cứu này, phát thải lượng tử đang trông thấy trong 1 tài liệu TMD, disulphide cụ thể là vonfram (WS2). Giáo sư Atatüre kể "Chúng tôi đã chọn WS2 bởi vì nó có bandgap cao hơn, và chúng tôi muốn xem nếu chất liệu khác nhau được cung cấp những phần khác nhau của quang phổ phát xạ photon đơn lẻ. mang điều này, chúng tôi đã chỉ ra rằng sự phát xạ lượng tử không hề là 1 tính năng độc đáo của WSe2, điều này cho thấy đa dạng vật liệu phổ biến lớp khác mang thể với thể để lưu trữ lượng tử tính năng chấm giống như là rẻ. "

Giáo sư Andrea Ferrari (Đại học Cambridge, Vương quốc Anh), chủ toạ của Graphene Flagship Management Panel, và Cán bộ công nghệ và khoa học của Flagship, cũng là đồng tác fake của nghiên cứu. Ông cho biết thêm: "Chúng tôi chỉ trầy xước bề mặt của phổ quát ứng dụng sở hữu thể sở hữu của những trang bị chuẩn bị bằng cách thức phối hợp graphene với bí quyết điện khác, bán dẫn, siêu dẫn hoặc kim khí vật liệu lớp. Trong trường hợp này, không chỉ với chúng tôi chứng minh nguồn photon điều khiển được, nhưng chúng tôi cũng đã biểu hiện rằng lĩnh vực khoa học lượng tử rất mang thể thừa hưởng lợi từ các vật liệu lớp. Chúng tôi hy vọng điều này sẽ mang đến sự kết hợp giữa các Graphene Flagship và các nhà nghiên cứu của mình, và mới đây đã công bố Quantum Technologies Flagship, do khởi đầu trong vài năm đến. nhiều kết quả thú vị hơn và những ứng dụng cứng cáp sẽ khiến cho theo. "

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét