de.wedoany.com-Bericht: In Zusammenarbeit mit der University of Minnesota und der Kyung-Hee-Universität hat die University of Technology Sydney neue Fortschritte bei der Steuerung von Quantenlichtquellen erzielt. Die Ergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht. Die Studie bietet Wissenschaftlern einen Mechanismus, um winzige Quantenlichtquellen durch Verdrehen der Schichtstruktur von Materialien zu steuern. Dies könnte in praktischen Quantentechnologien wie Quantencomputing, sicherer Kommunikation und hochempfindlicher Sensorik Anwendung finden.
Dr. Angus Gale, Erstautor der Studie, weist darauf hin, dass Quantenemitter zwar gemessen und ihr Vorhandensein beobachtet werden kann, ihre praktische Anwendung jedoch äußerst schwierig ist. Die Entdeckung bietet ein Kontrollmittel, das dem Ziel näher kommt, und stellt einen Schritt in Richtung der Verwirklichung von Quantentechnologien dar. Im Experiment konnte das Team die Farbe und Wellenlänge des emittierten Lichts signifikant verändern, wobei die Veränderungen deutlich über den Erwartungen lagen. Anders als in vielen Experimenten, bei denen Bauteile nur mit einem einzigen Verdrehungswinkel hergestellt und dann nicht mehr verändert werden, konnten die Forscher die Materialien wiederholt aufnehmen, verdrehen und neu stapeln – ein in diesem Bereich eher seltener Vorgang.
Die Forschung nutzte die Schichtstruktur von hexagonalem Bornitrid (hBN). Dr. Gale erklärte, dass Forscher es aufnehmen, stapeln und verdrehen können, und diese Verdrehung genutzt werden kann, um die Emitter zu modifizieren – etwas, das mit traditionellen Kristallmaterialien wie Diamant oder Siliziumkarbid nicht möglich ist. Diese verdrehbare Plattform ermöglicht eine sehr deutliche Emissionsverschiebung. Normalerweise ist die einstellbare Größe bei der Steuerung dieser Systeme sehr begrenzt, doch hier war die Verschiebung weitaus größer als herkömmlich erwartet. Das Team versuchte nicht, die hBN-Defekte wie herkömmliche Festkörpersubstrate zu behandeln, sondern nutzte die Vorteile ihrer dünnen, schichtartigen und verdrehbaren Struktur.
Der leitende Autor, Professor Igor Aharonovich, erklärte, dass das Verdrehen von Schichtmaterialien neue physikalische Phänomene freisetzen kann. Nimmt man zwei an sich unscheinbare Materialschichten und kombiniert sie in einem bestimmten Winkel, kann man ein völlig anderes System erhalten. Diese Materialien könnten letztlich in Quantencomputing, Kommunikation und Quantensensorik eingesetzt werden und in Bereichen wie Gesundheitswesen, Cybersicherheit und Verbesserung der GPS-Genauigkeit eine Rolle spielen, indem sie Wissenschaftlern mehr Kontrolle über die für diese Anwendungen erforderlichen Bausteine geben.
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