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

Forskere Lag viklet Fotoner fra Quantum Dots

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

Å utnytte kvante verden til det fulle, er en viktig råvare forviklinger-the spooky, avstand trosse link som kan danne eksempel mellom atomene selv når de er helt skjermet fra hverandre. Nå fysikere ved Joint Quantum Institute (JQI), et samarbeidsprosjekt organisering av National Institute of Standards and Technology (NIST) har og University of Maryland, utviklet en lovende ny kilde til viklet fotoner bruke kvanteprikker forskjøvet med en laser. Den JQI teknikken kan en dag gi mer kompakt og praktisk kilder viklet foton parene enn i dag tilgjengelig for quantum informasjon applikasjoner som utdeling av "quantum nøkler" for å kryptere sensitive meldinger.

Quantum prikker er nanometer-skala biter av halvleder-så små at elektriske ladninger i prikkene er begrenset i alle retninger. De kan være laget for å sende ut fotoner-fluoresce-by pumpe i energi til å lage såkalte "excitons", en sammenkobling av et elektron og elektron-mindre "hull". Når elektronet faller tilbake ned i hullet, er det overskytende energien som frigjøres som et foton. Quantum prikker kan også være vert for enda mer eksotisk "biexciton," består av to elektroner og to hull.

Når en kortvarig biexciton brytes, gjennomgår det to dråper i energi, analogt til synkende to trinn på en stige, og et foton er utgitt på hvert trinn. Fysikere har lenge prøvd å bruke denne prosessen til å få par viklet fotoner fra kvanteprikker. Hva gjør sammenfiltring mulig er at biexciton kunne forfallet langs en av to mulige veier, analogt til to forskjellige stiger som begge får det til bakken. Under nedstigningen sine utgivelser det et par av fotoner med en annen type polarisering (elektrisk felt retning) avhengig stigen den ned. Hvis energien dråpe på hvert trinn er nøyaktig den samme i begge veier, slik at den stiger ser identiske ut, stiene blir umulig å skille, og som et resultat av biexciton utgivelser fotoner med undetermined polarisering verdier. Måling av et foton ville både bestemme dens polarisering og kjapt definere sine partnere, et kjennetegn på forviklinger.

Men ufullkommenhet innenfor strukturen i kvante dot skape forskjeller i energi-nivåer (rung høyder) mellom to stier, noe som gjør dem skjelnes og skape fotoner med forhåndsbestemt, klart definerte polarisasjonene. Bortsett fra i sjeldne tilfeller har dette gjelder selv for de pålitelige, vidt fabrikkerte indium galliumarsenid (InGaAs) prikker som JQI forsker Andreas Muller og hans kolleger skapt ved NIST. Muller og hans kolleger løste dette problemet ved strålte en laser på quantum dot. Laseren elektriske felt skifter energinivået i en av banene slik at de to veier kampen opp, noe som resulterer i utslipp av viklet fotoner.

Viklet fotoner har kommet fra enkelte kvanteprikker før, men de har blitt oppdaget av jakt for prikker i store prøvene som ufullkommenhet uhell ga to stier identiske energi struktur. JQI gruppeleder Glenn Solomon sier at dette forviklinger teknikken kan arbeide for et bredt spekter av kvanteprikker. Selv om det prikkene må være nedkjølt til kryogen temperaturer, legger han til at kvanteprikker kunne tilby fordeler som forviklinger kilder enn sine konvensjonelle krystall kolleger som de er mindre klumpete og kan enkelt produsere ett par viklet fotoner om gangen, i stedet for i bunter.

* A. Muller, WFFang, J. Lawall og GS Solomon. Opprette polariseringen-viklet fotoner fra en kvante prikk. Kommende i Physical Review Letters.

Last Update: 15. November 2011 22:21

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