Som snöflingor eller fingeravtryck, inte två kvantprickar är identiska. Men en ny etsning metod för att forma och positionering dessa halvledare nanokristaller kan ändra på det.
Vad mer, tester vid National Institute of Standards and Technology (NIST) bekräftar att etsade kvantprickar avger enstaka partiklar av ljus (fotoner), öka utsikterna för att driva nya typer av enheter för Quantum kommunikation.
Colorized mikroskop av kvantprickar görs med hjälp av elektronstråle litografi och etsning. Denna typ av quantum dot kan formas och placeras säkrare än prickar som gjorts med konventionella metoder kristall tillväxt.
Det konventionella sättet att bygga kvantprickar-vid NIST och på andra håll, är att växa dem som kristaller i en lösning, men denna något slumpartat resultat process i oregelbundna former. Den nya, mer exakta processen utvecklades av NIST postdoktor Varun Verma när han var student vid University of Illinois. Verma använder elektronstråle litografi och etsning att hugga kvantprickar inuti en halvledare smörgås (sk quantum well) som innesluter partiklar i två dimensioner. Litografi styr dot storlek och position, medan smörgås tjocklek och sammansättning-samt punktstorlek-kan användas för att ställa in färgen på pricken ljus utsläpp.
Vissa kvantprickar kan sända ut enskilda, isolerade fotoner på begäran, en avgörande egenskap för kvantinformation system som kodar information genom att manipulera enskilda fotoner. I nya arbete redovisas i Optics Express, NIST tester visade att litografier och etsade kvantprickar verkligen fungerar som källor till enstaka fotoner. Testerna utfördes på prickar gjord av indium galliumarsenid. Prickar av olika diameter var mönstrad i särskilda positioner i kvadrat matriser. Med hjälp av en laser för att excitera en bildpunkt och en foton detektor för att analysera utsläpp, fann NIST forskare som prickar 35 nanometer (nm) bred, till exempel, ut nästan alla ljus vid en våglängd på 888,6 nm. Tidpunkten mönster visade att ljuset var släpps ut som ett tåg av enstaka fotoner.
NIST Forskarna planerar nu att bygga reflekterande hålrum runt enskilda etsat punkter för att styra deras ljus utsläpp. Om varje punkt kan avge flesta fotoner vinkelrätt mot chip yta, kan mer ljus samlas för att göra en effektivare enda foton källa. Vertikal utsläpp har visats med kristall odlade kvantprickar, men dessa punkter kan inte placeras eller distribueras pålitligt i håligheter. Etsade prickar erbjuder inte bara exakt positionering, utan också möjligheten att göra identiska punkter, som skulle kunna användas för att generera speciella tillstånd av ljus som två eller flera fotoner som är intrasslad, ett stort fenomen som länkar deras egenskaper även på avstånd.
Den kvantprickar testades i experimenten gjordes på NIST. Ett sista steg utfördes vid University of Illinois, där en kristall lagret var växt under punkterna för att bilda rena gränssnitt.
Källa: http://www.nist.gov/