英國劍橋大學(xué)研究人員近日成功開(kāi)發(fā)出僅幾個(gè)原子厚層狀材料的超薄量子發(fā)光二極管(LED)。由于具有不同超薄材料組成的構造層,原件可以用于開(kāi)發(fā)新的計算與感應技術(shù)。
具備僅用電流生產(chǎn)單光子的能力是建設緊湊型芯片量子網(wǎng)絡(luò )的重要環(huán)節,基于量子力學(xué)原理開(kāi)發(fā)的計算機比現有技術(shù)更加強大和安全。為了實(shí)現這種元件的可能性,研究人員需要開(kāi)發(fā)出一種可靠方法,由電流生成單個(gè)的、難以分辨的光子,作為通過(guò)量子網(wǎng)絡(luò )的信息載體。
該元件由不同材料的薄層疊在一起構成,材料包括石墨烯、氮化硼以及過(guò)渡金屬硫化物(TMDs)。TMD層包含有嚴格限制的電子和電子空位或孔隙區域。當一個(gè)電子充填到比電子能量較低的空位時(shí),能量差異釋放光子,即一個(gè)光粒子。在發(fā)光二極管元件中,一個(gè)電壓推動(dòng)電子通過(guò)該元件,也就是他們充電空隙發(fā)射單光子的地方。
劍橋大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)的超薄平臺提供了高水平的可調諧性、自由設計以及綜合集成能力。單個(gè)光子的產(chǎn)生常常需要大規模的、幾個(gè)激光器和光學(xué)元件的精確對準的光學(xué)裝置。這一在芯片上即可釋放單光子的全新研究成果使得量子通訊距現實(shí)應用更近了一步。
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