Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

De Onderzoekers Creëren Verwarde Fotonen van QuantumPunten

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

Om de quantumwereld aan het meest volledig te exploiteren, zijn zeer belangrijke goederen verwarring-griezelige, de afstand-tartende link die zich tussen voorwerpen zoals atomen kan vormen zelfs wanneer zij volledig van elkaar worden beschermd. Nu, hebben de fysici bij het Gezamenlijke QuantumInstituut (JQI), een samenwerkingsorganisatie van het Nationale Instituut van Normen en Technologie (NIST) en de Universiteit van Maryland, een veelbelovende nieuwe bron van verwarde fotonen gebruikend quantumdiepunten ontwikkeld met een laser worden geknepen. De techniek JQI kan someday compactere en geschikte bronnen van verwarde fotonparen toelaten dan weldra beschikbaar voor quantuminformatietoepassingen zoals de distributie van „quantumsleutels“ voor het coderen van gevoelige berichten.

De Quantum punten zijn nanometer-schaal bits van halfgeleider-zo klein dat de elektrolasten in de punten in alle richtingen beperkt zijn. Zij kunnen worden gemaakt om uit te zenden foton-fluoresceren-door in energie te pompen om zogenaamde „excitons te creëren,“ het in paren rangschikken van een elektron en het elektron-minder „gat.“ Wanneer het elektron terug in het gat valt, wordt de bovenmatige energie vrijgegeven als foton. De Quantum punten kunnen exotischere „biexciton ook ontvangen,“ samengesteld uit twee elektronen en twee gaten.

Wanneer een kortstondige biexciton ontbindt, ondergaat het twee dalingen in energie, analoog aan het dalen van twee sporten van een ladder, en een foton wordt vrijgegeven in elk stadium. De Fysici hebben lang geprobeerd om dit proces te gebruiken om paren verwarde fotonen van quantumpunten te krijgen. Wat verwarring mogelijk maakt is dat biexciton langs één van twee mogelijke wegen kon rotten, analoog aan twee verschillende ladders dat allebei het aan de grond krijgen. Tijdens zijn afdaling geeft het een paar fotonen met een verschillend soort polarisatie (elektrisch veld richting) afhankelijk van de ladder vrij het daalt. Als de energiedaling in elk stadium precies het zelfde in beide wegen is, zodat de ladders identiek kijken, worden de wegen niet te onderscheiden-en dientengevolge geeft biexciton fotonen met onbepaalde polarisatiewaarden vrij. Het Meten van een foton zowel zou zijn polarisatie bepalen als zou zijn onmiddellijk een partner-stempel van verwarring bepalen.

Maar de onvolmaaktheden binnen de structuur van de quantumpunt leiden tot verschillen in de energieniveaus (sporthoogten) tussen de twee wegen die, die hen te onderscheiden maken en tot fotonen met vooraf bepaalde, welomlijnde polarisaties leiden. Behalve in zeldzame instanties, houdt dit zelfs voor de betrouwbare, wijd vervaardigde arsenide van het indiumgallium waar (InGaAs) punten die JQI de onderzoeker Andreas Muller en zijn collega's bij NIST creeerden. Muller en zijn medewerkers losten dit probleem door een laser bij de quantumpunt op te richten. Het elektrische veld van de laser verplaatst de energieniveaus in één van de wegen zodat de twee wegen omhoog aanpassen, resulterend in de emissie van verwarde fotonen.

De Verwarde fotonen zijn voordien gekomen uit individuele quantumpunten, maar zij zijn bevlekt door voor punten in grote steekproeven te jagen de waarvan onvolmaaktheden de twee wegen toevallig identieke energiestructuur gaven. JQI de groepsleider Glenn Solomon zegt dat deze verwarringstechniek voor een grote verscheidenheid van quantumpunten kon werken. Hoewel de punten aan cryogene temperaturen moeten worden gekoeld, voegt hij toe dat de quantumpunten voordelen als verwarringsbronnen over hun conventionele kristaltegenhangers konden aanbieden aangezien zij minder omvangrijk zijn en één paar verwarde fotonen kunnen tegelijkertijd gemakshalve veroorzaken, in plaats van in bossen.

* A. Muller, W.F.Fang, J. Lawall en G.S. Solomon. Het Creëren van polarisatie-verwarde fotonen van een quantumpunt. Aanstaande in de Fysieke Brieven van het Overzicht.

Last Update: 13. January 2012 13:16

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