Физика

В эффективном источнике фотонов изучили распределение длин волн

Stevens Institute of Technology

Исследователи из Стэнфордского и Гарвардского университетов вместе с коллегами из Технологического университета Сиднея сумели связать атомные дефекты в гексагональном нитриде бора с определенными длинами волн испускаемого им света. Работа ученых опубликована в журнале Nature Materials.

Одно из наиболее перспективных направлений науки сегодня — создание устройств для квантовых вычислений. Они позволят значительно повысить эффективность процессов обработки данных и передачи информации. Но прежде чем все это станет возможным, необходимо создать предсказуемый источник квантов света — фотонов.

Самым перспективным в качестве такого материала считался гексагональный нитрид бора, который способен испускать яркий свет в виде одного фотона за раз при комнатной температуре. Однако у него обнаружился существенный недостаток: получаемое с помощью него излучение не было монохроматичным — оно содержало целый спектр различных длин волн, контролировать распределение которых до сих пор не удавалось.

В новой работе международная команда физиков смогла проследить цветовое излучение материала и связать его с конкретными атомными дефектами, а затем «настроить» на нужные длины волн. Чтобы сделать это, исследователи использовали комбинацию микроскопических методов, применив для своих целей специальный электронный микроскоп. Авторам удалось сопоставить локальную, атомно-масштабную структуру гексагонального нитрида бора с его уникальным цветовым излучением.

В ходе сотен экспериментов ученые бомбардировали материал электронами и видимым светом и получили его уникальный спектр. Исследователи также изучали, как периодическое расположение атомов в гексагональном нитриде бора влияет на цвет излучения. Оказалось, что за распределение длин волн в этом материале отвечают как минимум четыре класса дефектов, которые остаются стабильны как при оптическом, так и при электронном освещении.

Хотя в настоящее время основное внимание уделяется пониманию того, какие дефекты порождают определенные цвета излучения материала, конечная цель заключается в контроле их свойств. Теперь ученые намерены выяснить это и изготовить на основе нитрида бора квантовые излучатели для будущих вычислительных устройств.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.