Ligesom snefnug eller fingeraftryk, er ikke to kvantepunkter identiske. Men en ny radering metode til at forme og placere disse halvledere nanokrystaller kan ændre dette.
Hvad mere er, tests på National Institute of Standards and Technology (NIST) bekræfter, at ætset kvantepunkter udsender enkelt partikler af lys (fotoner), en styrkelse af mulighederne for at drive nye typer af anordninger til kvante-kommunikation.
Farvelagt mikrograf af kvantepunkter lavet ved hjælp af elektronstråle litografi og ætsning. Denne type kvantepunkt kan udformes og placeres mere pålideligt end prikker lavet med konventionelle krystal vækst metoder.
Den konventionelle måde at opbygge kvantepunkter-at NIST og andre steder, er at dyrke dem som krystaller i en løsning, men denne lidt tilfældig proces resulterer i uregelmæssige former. Den nye, mere præcise processen blev udviklet af NIST postdoc forsker Varun Verma, da han var en studerende ved University of Illinois. Verma bruger elektronstråle litografi og radering at skære kvantepunkter i en halvleder sandwich (kaldet en quantum godt) som indeslutter partiklerne i to dimensioner. Litografi styrer dot størrelse og position, mens sandwich tykkelse og sammensætning, samt punktstørrelse-kan bruges til at tune farven på den prik lys emissioner.
Nogle kvantepunkter er i stand til udsender de enkelte, isolerede fotoner on demand, en afgørende egenskab for quantum informationssystemer, at indkode oplysninger ved at manipulere enkelte fotoner. I nye arbejde rapporteret i Optics Express, viste NIST undersøgelser, at litograferede og ætset kvantepunkter rent faktisk arbejde som kilder til enkelte fotoner. Forsøgene blev udført på prikker lavet af indium galliumarsenid. Prikker af forskellige diametre blev mønstret i bestemte positioner i kvadrat arrays. Ved hjælp af en laser til at begejstre de enkelte prikker og en foton detektor til at analysere emissioner, NIST fandt forskerne, at prikker 35 nanometer (nm) bred, for eksempel, udsendte næsten alt lys ved en bølgelængde på 888,6 nm. Timingen mønster anførte, at lyset blev udsendt som et tog af enkelte fotoner.
NIST forskerne nu planer om at opføre reflekterende hulrum omkring enkelte ætset prikker til at vejlede deres lys emissioner. Hvis hver prik kan udlede mest fotoner vinkelret på chippen overfladen, kan mere lys skal indhentes for at gøre en mere effektiv enkelt foton kilde. Vertikal emission er påvist med krystal-dyrket kvantepunkter, men disse prikker ikke kan placeres eller distribueres pålideligt i hulrum. Ætset prikker tilbyder ikke kun præcis positionering, men også muligheden for at gøre ens prikker, som kan bruges til at generere specielle tilstande af lys, såsom to eller flere fotoner, der er viklet ind, en kvante fænomen, der forbinder deres egenskaber, selv på afstand.
Den kvantepunkter afprøvet i forsøgene var foretaget på NIST. Et sidste skridt blev udført ved University of Illinois, hvor et krystal lag blev dyrket over prikkerne for at danne rene grænseflader.
Kilde: http://www.nist.gov/