Setan dalam detail cacat emisi kuantum

Kesan seorang artis yang menunjukkan penyertaan satu pemancar foton selama pertumbuhan HBN. Kredit: Trang Tan Tran

Studi ini membantu membuka struktur kimia dalam kesalahan pemancar foton tunggal.

Sistem yang dapat melakukan aliran cahaya foton tunggal yang diidentifikasi sebagai sumber cahaya kuantum adalah komponen perangkat keras untuk teknologi yang muncul. Komputasi kuantum, Internet Kuantum dan Komunikasi Kuantum.

Dalam banyak kasus, kemampuan untuk menghasilkan cahaya kuantum sesuai dengan permintaan membutuhkan manipulasi dan kontrol satu atom atau molekul, mendorong batas-batas teknik fabrikasi modern dan menciptakan tantangan lintas disiplin untuk pengembangan sistem ini.

Penelitian baru, diterbitkan Bahan alam, Kolaborasi multi-cabang internasional yang dipimpin oleh University of Technology Sydney (UTS), mengungkap struktur kimia di balik cacat warna putih Graphene (Hexagonal boron nitride, HBN), material nano dua dimensi yang sangat menjanjikan sebagai platform untuk menciptakan cahaya kuantum.

Cacat atau ketidaksempurnaan kristal dapat bertindak sebagai sumber foton tunggal dan memahami struktur kimianya penting untuk dapat membuatnya dengan cara yang terkendali.

UTS mengatakan, “Pemancar foton tunggal HBN menunjukkan sifat optik yang luar biasa di antara yang terbaik dari semua sistem bahan solid state, tetapi kami perlu memahami sifat kesalahan kami dalam penggunaan praktisnya, dan kami akhirnya mulai mengungkap teka-teki ini,” kata kandidat PhD UTS, Noah Penulis pertama.

“Sayangnya, kami tidak dapat menggabungkan teknik yang kuat untuk pengukuran optik kuantum untuk memvisualisasikan atom tunggal secara langsung, jadi memperoleh informasi struktural ini sangat menantang. Alih-alih kami mendekati masalah ini dari sudut yang berbeda, memasukkan dopan seperti karbon, ke dalam HBN selama pertumbuhan dan kemudian membandingkan sifat optik untuk persepsi, ”katanya.

Untuk mewujudkan studi ekstensif ini, tim yang dipimpin oleh Profesor Igor Aharnovich, kepala penyelidik di ARC Center of Excellence for Transformative Meta-Optical Materials (TMOS) di TRM, UST Node, mendekati rekan-rekannya di Australia dan di seluruh dunia untuk memberikan sampel.

Para peneliti dapat mengamati untuk pertama kalinya hubungan langsung antara penambahan karbon ke kisi HBN dan emisi kuantum.

“Menentukan struktur cacat material adalah masalah yang sangat menantang dan membutuhkan ahli dalam banyak disiplin ilmu. Ini bukanlah sesuatu yang dapat kami lakukan di tim kami sendiri. Hanya dengan bekerja sama dengan mitra di seluruh dunia yang mahir dalam berbagai strategi pertumbuhan materi, kita dapat mempelajari topik ini secara ekstensif. Bekerja sama telah memungkinkan kami untuk memberikan kejelasan yang diperlukan bagi komunitas penelitian secara keseluruhan, ”kata Profesor Aharnovich.

“Ini sangat menarik karena studi ini dimungkinkan oleh upaya kolaboratif baru dengan afiliasi node TMOS Dipankar Chugh, Hark Ho Tan dan Chennupati Jagadish. Universitas Nasional Australia, “Dia berkata.

Ilmuwan mengidentifikasi fitur menarik lainnya dalam studi mereka, bahwa kesalahan membawa putaran, sifat dasar kuantum mekanik dan elemen kunci untuk pengkodean dan pengambilan informasi kuantum yang disimpan dalam satu foton.

“Mengonfirmasi kekurangan ini membuka kemungkinan menarik untuk aplikasi penginderaan kuantum di masa depan, terutama dengan bahan tipis nuklir.” Profesor Aharnovich Dr.

Karya ini mengedepankan bidang penelitian baru, spintronik kuantum 2D, dan membentuk dasar untuk studi lebih lanjut tentang emisi cahaya kuantum dari HBN. Para penulis meningkatkan minat mereka di lapangan dan berspekulasi tentang kenyamanan berbagai eksperimen, seperti pembentukan pasangan foton yang terlibat dalam HBN, studi terperinci tentang sifat spin sistem, dan konfirmasi teoretis dari struktur cacat.

“Ini baru permulaan, dan kami berharap temuan kami akan mempercepat penyebaran pemancar kuantum HBN untuk berbagai teknologi yang muncul,” kata Mendelson.

Referensi: Noah Mendelssohn, Dipankar Chugh, Jeffrey R. Reimers, Tin S. Cheng, Andres Gotschal, Hu Long, Christopher J. Mellor, Alex Jaitley. Beaton, Sergei V. Novikov, Chennupati Jagadish, Hark Ho Tan, Michael J.Ford, Milos Toth, Carlo Bradak, dan Igor Aharnovich, 2 November 2020. Bahan alam.
DOI: 10.1038 / s41563-020-00850-y

Pendanaan: Australian Research Council, Asian Office of Aerospace Research and Development, US Department of Energy, National Computational Infrastructure (NCI), Intersect, Shanghai University, Chinese National Natural Science Foundation, German Research Foundation

Peneliti dari Universitas Shanghai, Universitas Nottingham, W, Universitas rzburg, Universitas California – Berkeley dan Universitas Trent juga terlibat dalam penelitian ini.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.