研究人員分離出硅中的單個人造原子

事實證明，硅是制造多種技術(包括量子器件)的極有價值和可靠的材料。近年來，研究人員還一直在研究使用單個人工原子來增強基于硅的集成量子電路的性能的可能優勢。然而，到目前為止，事實證明，具有光接口的單個??量子位很難隔離在硅中。

蒙彼利埃大學和CNRS，萊比錫大學和歐洲其他大學的研究人員最近首次成功地在硅中成功分離出了單一的光學活性人工原子。他們的論文發表在《自然電子》上，可能對新的基于硅的量子光學器件的開發具有重要意義。

進行這項研究的研究人員之一AnaïsDr.éau告訴TechXplore：“我們的研究是出于用電信光學接口隔離新的單個人造原子的意愿而誕生的，這種材料適合用于大規模工業過程。” “我們習慣于研究這些量子系統，但是研究的是寬帶隙半導體，例如金剛石或六方氮化硼。盡管硅是微電子工業中最廣泛使用的材料，但迄今為止，在這種小帶隙中還沒有光發射器的報道。半導體。”

Dr.éau及其同事的最新研究表明，隔離硅中的單個熒光人工原子實際上是可行的。由所得設備發射的單個光子在電信波長下運行，這特別有利于實現光纖中的長距離傳播。

為了有效隔離硅中的單個人造原子，研究人員采用了獨特的策略。他們的策略將材料工程領域的概念與針對單個近紅外發射器的檢測而優化的特定實驗設置相結合。

他說：“我們從絕緣體上硅晶片開始，在其中通過注入碳原子產生了低濃度的熒光缺陷。” “第二，我們建立了一個新的共聚焦顯微鏡實驗，該實驗在低溫(10K，-263°C)下以高空間分辨率和近紅外范圍內的高靈敏度進行操作，從而能夠檢測出非常弱的光信號。各個光學活性點缺陷。”

絕緣體上硅晶片具有許多優點，最顯著的優點是可以直接用于制造高質量的光子芯片。這些芯片中包含單個光學活性點缺陷，最終可以創建更全面或更通用的量子光學和光子學工具。

他說：“我們是第一個在微電子工業中最廣泛使用的材料中隔離單光子發射器的材料：硅。” “此外，這些基于單熒光點缺陷的人造原子具有直接在電信波長處發射單光子的巨大優勢，這對于在光纖內部進行長距離傳播很方便。”

將來，Dr.éau和她的同事們提出的在硅中分離單個人造原子的策略可以幫助開發各種新技術。例如，它可以促進集成量子光子學工具的開發，其中直接嵌入到硅量子芯片中的光學活性缺陷可以生成光子量子位，從而處理量子信息。