Peneliti Buat Foton terjerat dari Quantum Dots

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

Untuk mengeksploitasi dunia kuantum dengan penuh, komoditas utama adalah keterikatan-seram, jarak-defying link yang dapat membentuk antara objek seperti atom bahkan ketika mereka benar-benar terlindung dari satu sama lain. Sekarang, fisikawan di Institut Bersama Quantum (JQI), sebuah organisasi kolaboratif dari Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) dan University of Maryland, telah mengembangkan sumber baru yang menjanjikan foton terjerat menggunakan titik kuantum tweak dengan laser. Teknik JQI suatu hari nanti dapat mengaktifkan sumber lebih kompak dan nyaman dari pasangan foton terjerat dari sekarang tersedia untuk aplikasi informasi kuantum seperti pembagian "kunci kuantum" untuk mengenkripsi pesan sensitif.

Titik Quantum adalah bit skala nanometer dari semikonduktor-sangat kecil sehingga biaya listrik di titik-titik terbatas ke segala arah. Mereka dapat dibuat untuk memancarkan foton-berpendar-dengan memompa energi untuk menciptakan apa yang disebut "excitons," pasangan dari elektron dan elektron-kurang "lubang." Ketika elektron jatuh kembali ke dalam lubang, kelebihan energi dilepaskan sebagai sebuah foton. Quantum titik juga dapat host "biexciton," bahkan lebih eksotis terdiri dari dua elektron dan dua lubang.

Ketika biexciton singkat terurai, itu mengalami dua tetes dalam energi, analog dengan turun dua anak tangga, dan foton dilepaskan pada setiap tahap. Fisikawan telah lama mencoba untuk menggunakan proses ini untuk mendapatkan pasang foton terjerat dari titik-titik kuantum. Apa yang membuat belitan mungkin adalah bahwa biexciton bisa pembusukan bersama salah satu dari dua jalur mungkin, analog dengan dua tangga berbeda yang kedua mendapatkannya ke tanah. Selama keturunannya ia melepaskan sepasang foton dengan polarisasi yang berbeda (arah medan listrik), tergantung pada tangga itu turun. Jika penurunan energi pada setiap tahap adalah persis sama di kedua jalur, sehingga tangga terlihat sama, jalur menjadi tidak bisa dibedakan-dan sebagai hasilnya biexciton melepaskan foton dengan nilai polarisasi belum ditentukan. Mengukur sebuah foton akan baik menentukan polarisasi dan langsung menentukan mitra-sebuah ciri dari belitan.

Tapi ketidaksempurnaan dalam struktur quantum dot menciptakan perbedaan dalam tingkat energi (dibunyikan ketinggian) antara dua jalur, membuat mereka dapat dibedakan dan menciptakan foton dengan yang telah ditentukan, polarisasi jelas. Kecuali dalam kasus yang jarang terjadi, ini berlaku bahkan untuk arsenide, dapat diandalkan indium gallium dibuat luas (InGaAs) titik-titik yang JQI peneliti Andreas Muller dan rekan-rekannya yang dibuat di NIST. Muller dan rekan-nya memecahkan masalah ini dengan berseri-seri laser di quantum dot. Medan listrik laser menggeser tingkat energi di salah satu jalur sehingga cocok dua jalur, mengakibatkan emisi foton terjerat.

Foton terjerat datang dari titik-titik kuantum individu sebelumnya, tetapi mereka telah dinodai oleh berburu untuk titik-titik dalam sampel besar ketidaksempurnaan yang sengaja memberikan dua jalur struktur energi identik. JQI pemimpin kelompok Glenn Salomo mengatakan bahwa teknik ini belitan bisa bekerja untuk berbagai titik-titik kuantum. Meskipun titik-titik harus didinginkan hingga suhu kriogenik, ia menambahkan bahwa titik-titik kuantum dapat menawarkan keuntungan sebagai sumber belitan atas rekan-rekan konvensional mereka kristal karena mereka kurang besar dan mudah dapat menghasilkan sepasang foton terjerat pada satu waktu, bukan di tandan.

* A. Muller, WFFang, J. Lawall dan GS Salomo. Menciptakan polarisasi foton-dilibatkan dari kuantum dot. Mendatang di Physical Review Letters.

Last Update: 8. October 2011 10:53

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit