Ang Diyablo sa Nag-flawed na Detalye ng Mga Quantum Emissions

Ang impression ng isang artista na nagpapakita ng kombinasyon ng mga solong photon emitter sa panahon ng paglaki ng hBN. Kredito: Trong Toan Tran

Ang gawain ay tumutulong sa pag-unlock ng istrakturang kemikal sa mga solong depekto na nagpapalabas ng photon.

Ang mga system na maaaring maglabas ng isang solong stream ng mga photon, na tinatawag na mga mapagkukunang dami ng ilaw, ay kritikal na mga bahagi ng hardware para sa mga umuusbong na teknolohiya tulad ng: computing ng kabuuankabuuan ng internet at komunikasyon sa kabuuan.

Sa karamihan ng mga kaso, ang kakayahang makabuo ng kabuuan ng ilaw sa demand ay nangangailangan ng pagmamanipula at kontrol ng mga solong atomo o mga molekula, na itinutulak ang mga limitasyon ng mga modernong diskarte sa pagmamanupaktura at ginawang isang interdisiplinaryong hamon ang pag-unlad ng mga sistemang ito.

Nai-publish sa bagong pagsasaliksik Mga Kagamitan sa KalikasanAng isang internasyonal na multidisciplinary na pakikipagtulungan na pinangunahan ng Sydney University of Technology (UTS) ay natuklasan ang istrakturang kemikal sa likod ng mga depekto sa puting kulay. graphene (hexagonal boron nitride, hBN) ay isang dalawang-dimensional na nanomaterial na may mahusay na pangako bilang isang platform para sa pagbuo ng ilaw na kabuuan.

Ang mga kakulangan o kristal na depekto ay maaaring kumilos bilang nag-iisang mapagkukunan ng photon, at ang pag-unawa sa kanilang istrakturang kemikal ay kritikal upang maipagawa ang mga ito sa isang kontroladong pamamaraan.

“Ang hBN solong-photon emitter ay nagpapakita ng mga natatanging katangian ng salamin sa mata sa mga pinakamahusay sa anumang sistema ng materyal na solid-state, ngunit upang magamit ito nang praktikal kailangan nating maunawaan ang kalikasan ng depekto at sa wakas ay nagsimula kaming malutas ang bugtong na ito,” sabi ng kandidato ng UTS PhD na si Noah Mendelson at ang unang may akda ng pag-aaral.

“Sa kasamaang palad, hindi namin maaaring pagsamahin ang mga malalakas na diskarte upang direktang mailarawan ang mga indibidwal na atomo sa pamamagitan ng pagsukat ng kabuuan ng optikal, kaya’t ang impormasyong ito sa istruktura ay napakahirap makuha. Sa halip, inatake namin ang problemang ito mula sa ibang anggulo sa pamamagitan ng pagkontrol sa pagsasama ng mga additives tulad ng carbon sa hBN sa panahon ng paglaki at pagkatapos ay direktang paghahambing ng mga optical na katangian ng bawat isa, “aniya.

Upang maisakatuparan ang komprehensibong pag-aaral na ito, ang koponan na pinangunahan ni Propesor Igor Aharonovich, punong tagapagsiyasat ng ARC Center of Excellence para sa Transformative Meta-Optical Materials (TMOS) na UTS node, ay lumingon sa mga nakikipagtulungan mula sa Australia at sa buong mundo upang ibigay ang serye. sample na kinakailangan.

Sa kauna-unahang pagkakataon, naobserbahan ng mga mananaliksik ang isang direktang link sa pagitan ng pagsasama ng carbon sa hawla ng hBN at paglabas ng kabuuan.

“Ang pagtukoy ng likas na katangian ng mga materyal na depekto ay isang hindi kapani-paniwalang hamon na problema at nangangailangan ng mga dalubhasa mula sa maraming disiplina. Hindi ito isang bagay na maaari nating gawin sa sarili nating pangkat. Maaari lamang nating suriin ang isyung ito nang komprehensibo sa pamamagitan ng pagtutulungan sa mga nakikipagtulungan mula sa buong mundo na ang kadalubhasaan ay nakasalalay sa iba’t ibang mga diskarte sa paglago ng materyal. Nagtatrabaho nang sama-sama, sa wakas ay nakapagbigay kami ng kinakailangang kalinawan para sa pamayanan ng pananaliksik bilang isang kabuuan, “sabi ni Propesor Aharonovich.

“Ang gawaing ito ay partikular na nakagaganyak, dahil ito ay gawain ng mga tagatulong na sina Dipankar Chugh, Hark Hoe Tan at Chennupati Jagadish, Australian National University, “Sinabi.

Natukoy din ng mga siyentista sa kanilang pag-aaral na ang mga depekto ay nagdadala ng pag-ikot, isang pangunahing pag-aari ng dami ng mekanikal, at isang pangunahing elemento para sa pag-encode at pagkuha ng impormasyong pang-kabuuan na nakaimbak sa mga solong foton.

“Ang pagpapatunay na ang mga bahid na ito ay nagdadala ng pag-ikot ay nag-aalok ng mga kapanapanabik na posibilidad para sa hinaharap na application ng kabuuan ng sensing, lalo na sa mga atomikong manipis na materyales.” Si Propesor Aharonovich, sinabi niya.

Ang pag-aaral ay nagha-highlight ng isang bagong lugar ng pagsasaliksik, 2D quantum spintronics, at inilalagay ang batayan para sa karagdagang pag-aaral ng paglabas ng dami ng ilaw mula sa hBN. Hinulaan ng mga may-akda na ang kanilang gawa ay magpapukaw ng pagtaas ng interes sa larangan at mapadali ang isang serye ng mga follow-up na eksperimento tulad ng pagbuo ng mga nakakabit na pares ng photon mula sa hBN, detalyadong pag-aaral ng mga katangian ng pag-ikot ng system, at pagkumpirma ng teoretikal ng istraktura ng depekto.

“Ito ay simula pa lamang, at hinuhulaan namin ang aming mga natuklasan na magpapabilis sa pag-deploy ng mga huber ng dami ng hBN para sa isang hanay ng mga bagong teknolohiya,” sabi ni G. Mendelson.

Sanggunian: Noah Mendelson, Dipankar Chugh, Jeffrey R. Reimers, Tin S. Cheng, Andreas Gottscholl, Hu Long, Christopher J. Mellor, Alex Zettl, “Ang pagkilala sa carbon bilang pinagmulan ng nakikita lamang na paglabas ng photon mula sa hexagonal boron nitride”, Vladimir Dyakonov, Peter H. Beton, Sergei V. Novikov, Chennupati Jagadish, Hark Hoe Tan, Michael J. Ford, Milos Toth, Carlo Bradac at Igor Aharonovich, 2 Nobyembre 2020, Mga Kagamitan sa Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41563-020-00850-y

Pagpopondo: Australian Research Council, Asia Aerospace Research and Development Office, US Department of Energy, National Computational Infrastructure (NCI), Intersect, Shanghai University, China National Natural Science Foundation, German Research Foundation

Ang mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Shanghai, Unibersidad ng Nottingham, Unibersidad ng Würzburg, Unibersidad ng California – Ang Berkeley at Trent University ay kasama rin sa pag-aaral.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.