Los dicalcogenuros de metales de transición TMD son semiconductores en capas que se pueden exfoliar en capas de solo unos pocos átomos de espesor. Investigaciones recientes han demostrado que algunos TMD pueden contener fuentes de luz cuántica que pueden emitir fotones de luz individuales. Hasta ahora, la ocurrencia de estosemisores de luz cuántica ha sido aleatorio. Ahora, los investigadores del Graphene Flagship que trabajan en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, han creado matrices a gran escala de estos emisores cuánticos en diferentes materiales TMD. El trabajo, que también involucra a investigadores de la Universidad de Harvard, EE. UU.publicado en Comunicaciones de la naturaleza . Este nuevo enfoque conduce a grandes cantidades de emisores de fotón único bajo demanda, allanando el camino para la integración de fotones únicos ultrafinos en dispositivos electrónicos.
Los emisores de luz cuántica, o puntos cuánticos, son de interés para muchas aplicaciones diferentes, incluidas las comunicaciones y las redes cuánticas. Hasta ahora, ha sido muy difícil producir grandes conjuntos de emisores cuánticos juntos manteniendo la alta calidad de la luz cuántica.fuentes. "Es casi un problema de Ricitos de Oro: parece que uno obtiene buenas fuentes de fotones individuales o buenas matrices, pero no ambas al mismo tiempo. Ahora, de repente, podemos tener cientos de estos emisores en una muestra,", dijo Mete Atatüre, profesor del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.
Las ocurrencias aleatorias de puntos cuánticos en TMD dificultan la investigación sistemática. "La capacidad de crear de manera determinista nuestras fuentes ha supuesto un cambio drástico en la forma en que hacemos nuestra investigación diaria. Anteriormente era pura suerte, y teníamospara mantener nuestro ánimo en alto incluso si no lo logramos. Ahora, podemos hacer investigación de una manera más sistemática ", dijo Atatüre. Este nuevo método no solo hace que la investigación sea más sencilla, sino que también conduce a mejoras en los emisoresellos mismos: "La calidad de los emisores que creamos a propósito parece ser mejor que los puntos cuánticos naturales".
Dhiren Kara, investigador del Laboratorio Cavendish, dijo: "Hay un montón de misterio en torno a estos emisores, en cómo se originan y cómo funcionan. Ahora, uno puede crear directamente los emisores y no tener que preocuparse por esperar a queaparecen al azar. En ese sentido, acelera gran parte de la ciencia ".
Para crear las fuentes de luz cuántica, los investigadores cortaron una serie de pilares a nanoescala en sílice o nanodiamante, y luego suspendieron la capa TMD de pocos átomos de espesor en la parte superior de los pilares. Los emisores cuánticos se crean en el TMD dondese apoya en los pilares, por lo que es posible elegir exactamente dónde se deben generar los fotones individuales. "El hecho de que los emisores se generen de manera mecánica es bueno, porque significa que son bastante robustos e independientes del material".dijo Carmen Palacios-Berraquero, investigadora del Laboratorio Cavendish y primera autora del trabajo.
La generación determinista y robusta de fuentes cuánticas significa nuevas oportunidades para estructuras híbridas de funciones fotónicas y electrónicas en capas juntas. Las matrices cuánticas son totalmente escalables y compatibles con la fabricación de chips de silicio.
Andrea Ferrari, director de ciencia y tecnología y presidente del panel de gestión de Graphene Flagship, también participó en la investigación. Agregó que "las tecnologías cuánticas son reconocidas como áreas de inversión clave para Europa, con un nuevo buque insignia de Quantum anunciado recientemente.Es genial ver que los materiales en capas tienen ahora un lugar firme entre los enfoques prometedores para la generación y manipulación de luz cuántica y podrían ser los habilitadores de una tecnología integrada futura ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por buque insignia de grafeno . Original escrito por Sophia Lloyd. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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