Джерело одиничних фотонів на основі дефекту в алмазі

Японські і європейські фізики створили джерело одиничних фотонів на основі дефекту в алмазі, що працює при кімнатній температурі.

В рамках роботи розглядалися особливі дефекти, іменовані NV-центрами, або азотно-заміщеними вакансіями в алмазі. Це клас так званих точкових дефектів, що складаються з пов’язаних (в квантовому сенсі) дірки на місці одного з атомів вуглецю і атома азоту. Він досить популярний у вчених – в кінці листопада 2011 року, наприклад, за допомогою такого NV-центру було запропоновано вивчати магнітні поля окремих атомів.

Алмази з такими дефектами поміщали на двошарову підкладку, що складається з шару чистого алмазу і шару легованого бором і фосфором алмазу. До підкладці були підведені електроди. Коли на них подавався електричний струм, на поверхні підкладки спостерігалися точкові джерела світла рівно в тих місцях, де розташовувалися дефектні алмази.

Проаналізувавши динаміку електролюмінесценції (в тому числі і за допомогою комп’ютерного моделювання), вчені прийшли до висновку, що вона виникає безпосередньо в NV-центрі. Фізики кажуть, що завдяки цьому такі джерела світла можуть бути зменшені. Ще одним плюсів таких джерел належить те, що вони працюють при кімнатній температурі на відміну від інших джерел, які зазвичай вимагають охолодження до майже абсолютного нуля.

Джерела окремих фотонів можуть стати в нагоді при створенні квантових комп’ютерів. Нещодавно, наприклад, фізики створили універсальний канал для роботи таких обчислювальних машин. Цей канал являє собою оптичний кабель, з розташованими на кінцях пастками з атомами рубідію всередині. Для передачі квантових повідомлень в такій системі використовуються окремі фотони, які запускають всередину оптичної пастки.

Стаття вчених з’явилася в журналі Nature Photonics.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *