No dimanta izstrādāts nano gaismas akumulators

Tuvojas kvantu informācijas tehnoloģija, kuras pamatā ir dimanta mikroshēma

Attēlā redzama dimanta josla ar fotoniskā kristāla struktūru. Šie dimantu gaismas veikali nākotnē varētu kļūt par svarīgu kvantu komunikācijas sastāvdaļu. © Kevins Streits
lasīt skaļi

Kvantu informācijas jomā ir simtprocentīga noteiktība, signāla pārraide ar atsevišķām gaismas daļiņām. Tagad zinātnieki ir izstrādājuši niecīgu dimanta gaismas akumulatoru, kas viņiem ir palīdzējis ievērojami palielināt nepieciešamo atsevišķo gaismas daļiņu ražošanu. Pētnieki ziņo žurnālā "Dabas nanotehnoloģija" par rezonatoru ražošanu nanometru mērogā.

Dimants, ko izmanto Zārlandes universitātes materiālu zinātnieki kopā ar Augsburgas, Freiburgas un Kaiserslauternas universitāšu fiziķiem, ir mākslīgi ražots, un tam ir gandrīz ideālas īpašības tīrības un caurspīdīguma ziņā.

Pēc pasūtījuma izgatavoti gaismas būri

Lai izgatavotu šos gaismas būrus, pētnieki vispirms sagatavoja membrānu, kuras biezums bija tikai 300 nanometri. Lai dimantu padarītu izstaroto gaismu ļoti atstarojošu un tādējādi ievērojami palielinātu gaismas daļiņu vai fotonu ražošanas ātrumu, viņi pēc tam izmantoja tā saukto fotoniskā kristāla struktūru.

Šim nolūkam Janine Ridrihs-Mēlers un Laura Kipfstuhl, kā arī citi komandas darbinieki, kas darbojas ap profesoru Kristofu Bekeru, ir izurbuši caurumus dimanta membrānā ar diametru aptuveni 80 nanometri. Tas atbilst apmēram vienai tūkstošdaļai no cilvēka matu diametra. Caur vairākām refleksijām - tā saucamajām Braga refleksijām - uz cauruma sānu sienām, gaismas daļiņas, kuras izstaro dimants, ti, informācijas nesēji, tika izvadītas cauruma struktūras vidū kā būrī.

Krāsu centri rada gaismas daļiņas

Lai paši izveidotu gaismas daļiņas, zinātnieki izmanto tā sauktos krāsu centrus. Tie ir sveši atomi, kas ir stingri iestrādāti dimanta kristāla režģī. Atšķirībā no "īstajiem" atomiem, pēc pētnieku domām, ar šiem krāsu centriem ir daudz vieglāk rīkoties, un tiem nav vajadzīgas sarežģītas vakuuma sistēmas vai sarežģīti dzesēšanas mehānismi, lai izstarotu gaismas daļiņas ar vēlamajām īpašībām. displejs

Nanorezonatoru realizācija tiek uzskatīta par būtisku krāsu centru turpmākai izmantošanai kvantu informācijas pārsūtīšanai, kā arī vairāku komponentu integrācijai, lai izveidotu un pārraidītu gaismas daļiņas vienā mikroshēmā.

Pamats turpmākajiem eksperimentiem

Sārbrīckas fiziķu pamatkoncepcija veido pamatu turpmākiem eksperimentiem, kuros tiek kontrolēta fotonu izstarošana, tiek ietekmētas to īpašības un, domājams, vairāku tālāku krāsu centru gaismas daļiņas mijiedarbosies savā starpā. Šie soļi sniedz redzamību par kvantu informācijas tehnoloģiju, kuras pamatā ir dimanta mikroshēma, saka zinātnieki.

(Zārlandes Universitāte, 18.11.2011. - DLO)