Японские физики сумели вынудить галлий-нитридные квантовые точки излучать одиночные фотоны при комнатной температуре, и это, быть может, очень важный шаг на встречу к квантовым компьютерам.

Смотрите кроме этого: Apple подала патентную заявку на создание квантового дисплея

Патентная заявка Apple, о которой стало известно пару дней назад, обосновывает, что компания собирается использовать самые новейшие технологии для собственных новых продуктов. В ней говорится о вкраплении в дисплеи портативных устройств квантовых точек для улучшения качества цветопередачи и увеличения изображения. Квантовые точки (КТ) смогут складываться из разных полупроводниковых материалов, каковые владеют квантово-механическими чертями.

Технически, это нанокристаллы, размер которых не превышает размера вируса.

Галлий-нитридные квантовые точки — это полупроводники с широкой запрещённой территорией и одновременно завидной стабильностью. Они хороши как при большой температуре, так и в агрессивных химических условиях, а помимо этого, имеют высокое напряжение пробоя и могут порождать фотоны в широком диапазоне — от ультрафиолетового до инфракрасного.

Но самая перспективная область их применения — однофотонные источники, где они смогут стать базой для передачи данных в квантовых компьютеров, — пока не очень-то развивалась, потому, что уровень качества экспериментальных квантовых точек для того чтобы состава было не на высоте.

Ясухико Аракава (второй слева) и его несколько (фото University of Tokyo).

Несколько во главе с Ясухико Аракавой (Yasuhiko Arakawa) из Токийского университета (Япония) применяла для собственных квантовых точек избирательное металлоорганическое химическое парофазное осаждение (selective-area metal-organic chemical vapour deposition), в котором выращивание точек начиналось с сапфировой подложки, покрытой слоем нитрида алюминия толщиной 25 нм. На него нанесли ещё 25 нм диоксида кремния, после этого обработали взятую поверхность способом электронно-травления и лучевой литографии химически активными ионами. Именно поэтому на поверхностях показались отверстия диаметром 25 нм, в которых по отдельности и выращивались галлий-нитридные нановолокна.

В отличие от любого предшествовавшего процесса по выращиванию таких квантовых точек, данный способ разрешил совершенно верно выбрать то место на подложке, где такая точка будет «культивирована», — а без этого создание устройств с нужными заданными параметрами нереально, подчёркивают исследователи.

Дабы вынудить точки быть однофотонным источниками, по окончании выращивания их подвергали облучению маленькими фемтосекундными лазерными импульсами. Проверить, что от каждой точки исходило не более фотона, удалось при помощи расщепления светового потока на две части и направления его к двум раздельным детекторам. «При чистого однофотонного источника мы не должны были заметить регистрацию фотонов сходу на двух детекторах. И вправду, как раз так и оказалось — в первый раз для этого типа квантовых точек», — говорит Марк Холмс (Mark Holmes), один из авторов работы.

Ещё серьёзнее то, что однофотонными источниками их удалось сделать при комнатной температуре. Именно на таких источниках обязана функционировать совокупность передачи информации в квантовых компьютерах, и до тех пор пока для аналогичных схем необходимо необыкновенное охлаждение, делающее их неудобными и дорогими. Оказалось это как раз благодаря возможности совершенно верно привязать выращиваемые квантовые точки к нужному месту подложки.

В итоге квантовые точки имели при работе меньше спектральных загрязнений, способные привести к неверному приёму сигнала приобретающим устройством. Исходя из этого, кроме того не обращая внимания на большую температуру, их фотон всё ещё возможно надёжно зарегистрировать.

Нановолокно, излучающее одиночный фотон при 300 К (иллюстрация Yasuhiko Arakawa et al.).

на данный момент исследователи ломают голову над тем, как осуществлять контроль однофотонные излучатели посредством уже не лазерных импульсов, а простого тока. Это разрешило бы сделать будущие квантовые устройства на таковой базе более практичными.

Отчёт об изучении размещён в издании Nano Letters.

Подготовлено по данным nanotechweb.org.

Создатель: Александр Березин

Случайная статья:

• Самодельный светодиодный осветитель для фото- и видеосъемки
• 10 Самых экстравагантных и дорогостоящих телефонов

TV на технологии квантовых точек (Quantum Dot)

Похожие статьи:

• Sony представила экраны на квантовых точках

  ЖК-телевизоры формата UltraHD в далеком прошлом не новость. Но вот подсветка на квантовых точках делает новинку в полной мере впечатляющей….

• Успехи google в квантовых вычислениях с точки зрения программирования

  Удачи, о которых идет обращение — демонстрация условий, в которых квантовый компьютер D-Wave стремительнее простого CPU в 100 миллионов раз. Новость об…

• Квантовый компьютер стал на две секунды ближе к реальности

  Михаил Лукин из Русского квантового центра осуществил прорыв в постройке квантового компьютера. Ученые смогли достаточно продолжительно сохранить данные…