Quantum Dots ត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ការបំភាយ Photon តែមួយ

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា Gleb Wataghin នៃសាកលវិទ្យាល័យ State University of Campinas ក្នុងប្រទេសប្រេស៊ីល បានបង្កើតវិធីមួយដើម្បីផលិតចំនុច quantum សារធាតុ semiconductor ដែលបញ្ចេញ photons តែមួយ។ជំហាននេះអាចគាំទ្រការទំនាក់ទំនង quantum និង photonic quantum computing ។ក្រុមការងារបានប្រើបច្ចេកទេសប្រឌិតដែលហៅថាការឆ្លាក់តាមតំណក់តូចៗក្នុងមូលដ្ឋាន ដើម្បីបង្កើតចំណុចឃ្លង់ដែលមានដង់ស៊ីតេទាប និងស៊ីមេទ្រី ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការបំភាយរូបថតតែមួយមានស្ថេរភាព។

Quantum dots គឺជារចនាសម្ព័ន្ធ semiconductor nanoscale ដែលបង្ខាំងអេឡិចត្រុង និងរន្ធ។នៅពេលដែលរំជើបរំជួលដោយឡាស៊ែរ ពួកវាបញ្ចេញពន្លឺនៅចម្ងាយរលក។ដោយសារតែពួកវាអាចបញ្ចេញ photon នីមួយៗ ឬគូ photon ជាប់គ្នា ពួកវាជាធាតុផ្សំសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យា quantum ដូចជាប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង និង photonic quantum processors ។

ការពិសោធន៍ជាច្រើនពឹងផ្អែកលើ indium gallium arsenide quantum dots ដែលផលិតតាមរយៈវិធីសាស្ត្រលូតលាស់ Stranski-Krastanov ។នៅក្នុងដំណើរការនេះ ស្រទាប់គ្រីស្តាល់មួយដុះលើមួយទៀត យោងទៅតាមរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទះឈើនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។បច្ចេកទេសនេះច្រើនតែបង្កើតចំនុច Quantum ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេនៃផ្ទៃ និងការប្រែប្រួលរចនាសម្ព័ន្ធ ដែលធ្វើឱ្យវាពិបាកក្នុងការញែកសារធាតុ photon emitters ដាច់ដោយឡែក។ចំនុចក៏បង្ហាញពីអាយុកាលវិទ្យុសកម្មប្រហែលមួយ nanosecond ហើយទុកស្រទាប់សើមដែលអាចបង្ហាញឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិច។

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើដំណក់ទឹកក្នុងតំបន់កំឡុងពេលលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់។ដំណក់ទឹកលោហធាតុបង្កើតនៅលើផ្ទៃ និងបង្កើត nanocavities ។បន្ទាប់មក បែហោងធ្មែញទាំងនេះត្រូវបានបំពេញតាមវិធីគ្រប់គ្រងមួយ ដើម្បីផលិតចំណុច quantum ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេលៃតម្រូវបាន។

nanocavities ត្រូវបានបំពេញដោយស្រទាប់ស្តើងនៃ indium gallium arsenide ដែលមានកម្រាស់ប្រហែលមួយណាណូម៉ែត្រ។នេះបានកាត់បន្ថយភាពតានតឹង និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឥរិយាបទអុបទិក។ការវាស់វែងបានបង្ហាញពីដង់ស៊ីតេផ្ទៃប្រហែលពី 0.2 ទៅ 0.3 ចំណុច quantum ក្នុងមួយមីក្រូម៉ែត្រ ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការញែកអ្នកបញ្ចេញ។

រចនាសម្ព័ន្ធ​ទាំង​នោះ​ក៏​បាន​បង្កើត​ការ​បំភាយ​ហ្វូតូន​លឿន​ផង​ដែរ។អាយុកាលវិទ្យុសកម្មត្រូវបានវាស់នៅប្រហែល 300 picoseconds ដែលខ្លីជាង quantum dots ប្រហែល 3 ដងដែលផលិតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រលូតលាស់ធម្មតា។

អ្នកស្រាវជ្រាវក៏បានកែសម្រួលកំហាប់ indium ដើម្បីគ្រប់គ្រងប្រវែងរលកនៃពន្លឺដែលបញ្ចេញ។ការបំភាយអាចត្រូវបានលៃតម្រូវរវាងប្រហែល 780 ទៅ 900 nanometers នៅសីតុណ្ហភាព cryogenic ដែលជាជួរដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងប្រព័ន្ធ photonic ។

ក្រុមការងារក៏បានពិនិត្យមើលការបំបែករចនាសម្ព័ន្ធដ៏ល្អ ដែលជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលកំណត់ថាតើចំនុច quantum អាចបង្កើតគូ photon ដែលជាប់នឹងបន្ទាត់រាងប៉ូលឬអត់។តម្លៃដែលបានវាស់គឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងលទ្ធផលដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងប្រព័ន្ធស្រដៀងគ្នា ដែលបង្ហាញពីការប្រើប្រាស់នៅក្នុង quantum cryptography និង quantum networks។