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

Forskare Skapa intrasslade fotoner från kvantprickar

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

För att utnyttja den kvantmekaniska världen till fullo, är en viktig handelsvara sammanflätning-den kusliga, distans-trotsar länk som kan bilda mellan objekt som atomer, även när de är helt avskärmade från varandra. Nu fysiker vid det gemensamma Quantum institutet (JQI), en samarbetsorganisation av National Institute of Standards and Technology (NIST) har och University of Maryland, utvecklat en lovande ny källa till intrasslade fotoner med kvantprickar tweaked med en laser. Den JQI Tekniken kan någon gång göra det möjligt för mer kompakt och bekväm källor intrasslade fotoner par än för närvarande tillgängliga för kvantinformation applikationer såsom distribution av "quantum nycklar" för kryptering känsliga meddelanden.

Kvantprickar är nanometernivå bitar av halvledarmaterial-så liten att elektriska laddningar i prickarna är begränsad i alla riktningar. De kan göras för att emittera fotoner-fluorescerar-genom att pumpa in energi för att skapa så kallade "excitoner," en ihopkoppling av en elektron och elektron-mindre "hål". När elektronen faller tillbaka i hålet, det överskjutande energi som frigörs när en foton. Kvantprickar kan också vara värd för ännu mer exotiska "biexciton," består av två elektroner och två hål.

När en kortlivad biexciton sönderfaller genomgå två droppar i energi, analogt med fallande två stegpinnarna på en stege och en foton frigörs i varje steg. Fysiker har länge försökt att använda denna process för att få par intrasslade fotoner från kvantprickar. Vad gör fastna möjligt är att biexciton kunde förfall längs en av två möjliga vägar, analogt med två olika stegar att både få det till marken. Under sin härkomst det släpper ett par fotoner med en annan typ av polarisering (elektriska fältet riktning) beroende på stegen går ner. Om energin droppe i varje steg är exakt densamma i båda vägar, så att den stegar ser identiska, vägarna inte går att skilja och som ett resultat biexciton frigör fotoner med obestämd polarisering värden. Att mäta en foton skulle både fastställa dess polarisering och omedelbart fastställa sin partner-ett kännetecken för sammanflätning.

Men brister inom strukturen för den kvantmekaniska dot skapa skillnader i energi-nivåer (ringt höjder) mellan de två vägar, vilket gör dem urskiljbara och skapa fotoner med förutbestämda, tydligt definierade statens kulturråd. Förutom i sällsynta fall har detta gäller även för tillförlitlig, allmänt fabricerade indium galliumarsenid (InGaAs) prickar som JQI forskare Andreas Muller och hans kollegor skapade vid NIST. Muller och hans medarbetare löst detta problem genom strålande en laser på quantum dot. Laserns elektriska fältet flyttas energi nivåer i en av de vägar så att de två vägar match upp, vilket resulterar i utsläpp av intrasslade fotoner.

Intrasslade fotoner har kommit från enskilda kvantprickar tidigare, men de har setts av jakt för prickar i stora prover vars brister misstag gav två vägar identiska energi struktur. JQI gruppledare Glenn Salomo säger att detta trasslar in tekniken skulle kunna arbeta för ett brett utbud av kvantprickar. Även om prickarna skall kylas till låga temperaturer, tillägger han att kvantprickar kunde erbjuda fördelar som trasslar in källor under sina konventionella motsvarigheter kristall eftersom de är mindre skrymmande och kan enkelt producera ett par intrasslad fotoner i taget, i stället för i klasar.

* A. Muller, WFFang, J. Lawall och GS Salomo. Skapa polarisering-intrasslad fotoner från en quantum dot. Kommande i Physical Review Letters.

Last Update: 3. October 2011 05:57

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