چگونه الماس های بی عیب و نقص منجر به شبکه های کوانتومی بی عیب و نقص می شوند

چگونه الماس های بی عیب و نقص منجر به شبکه های کوانتومی بی عیب و نقص می شوند


خبر – رنگ الماس از نقص یا “پوچی” ناشی می شود که در آن هیچ اتم کربن در شبکه کریستالی وجود ندارد. فضاها از دیرباز مورد توجه محققان الکترونیک بوده اند زیرا می توانند به عنوان “گره کوانتومی” یا به عنوان نقاط تشکیل دهنده شبکه های کوانتومی برای انتقال داده مورد استفاده قرار گیرند. یکی از راه های نشان دادن نقص در الماس کاشتن آن با عناصر دیگر مانند نیتروژن ، سیلیکون یا قلع است. در تحقیقی که اخیراً در ACS Photonics، دانشمندان ژاپنی نشان داده اند که مراکز خالی سرب در الماس دارای ویژگی های مناسبی برای عمل به عنوان گره کوانتومی هستند. پروفسور تاکایوکی ایوازاکی از دانشگاه می گوید: “استفاده از اتمهای گروه IV سنگین مانند سرب یک استراتژی ساده برای به دست آوردن خواص عالی چرخش در افزایش دما است ، اما مطالعات قبلی در تعیین دقیق ویژگیهای نوری مراکز خالی سرب ثابت نبوده است.” موسسه فناوری توکیو (Tokyo Tech).) ، که این مطالعه را رهبری کرد.

سه ویژگی کلیدی که محققان در یک گره کوانتومی بالقوه به دنبال آن هستند عبارتند از تقارن ، زمان سازگاری چرخش و خطوط صفر فونون (ZPLs) یا خطوط انتقال الکترونیکی که بر “فونون” ها ، کوانتوم ارتعاشات شبکه بلوری تأثیر نمی گذارد. تقارن بینش هایی در مورد نحوه کنترل چرخش (سرعت چرخش ذرات زیر اتمی مانند الکترون ها) ، قوام به شباهت در ماهیت موجی دو ذره اشاره می کند و ZPL ها کیفیت نوری بلورها را توصیف می کنند.

محققان خرده سربی را در الماس ایجاد کردند و سپس کریستال را تحت فشار و دمای بالا قرار دادند. آنها سپس با استفاده از طیف سنجی نورپردازی ، روکش های سربی را مطالعه کردند ، تکنیکی که به شما امکان می دهد خواص نوری را بخوانید و خواص چرخش را پیش بینی کنید. آنها دریافتند که موقعیت خالی سرب دارای نوعی تقارن دوسویه است که برای ساخت شبکه های کوانتومی مناسب است. آنها همچنین دریافتند که سیستم مقدار زیادی از “تقسیم حالت اولیه” را نشان می دهد ، که این ویژگی به قوام سیستم کمک می کند. در نهایت ، آنها مشاهده کردند که درمان فشار بالا با دمای بالا که روی کریستال ها اعمال می شود ، توزیع یکنواخت ZPL ها را با جبران خسارت وارد شده به مش بلوری در طول فرآیند کاشت ، سرکوب می کند. یک محاسبه ساده نشان داد که چرخش طولانی موقعیت های سرب خالی در دماهای بالاتر (9K) نسبت به سیستم های قبلی با لایه های سیلیکون و قلع زمان ثابتی دارد.

یک دکتر خوش بین می گوید: “شبیه سازی هایی که ما در مطالعه خود ارائه می دهیم نشان می دهد که به نظر می رسد مرکز خالی سرب یک سیستم ضروری برای ایجاد یک رابط کوانتومی نور-یکی از عناصر کلیدی در کاربرد یک شبکه کوانتومی خواهد بود.” به ایواساکی

این مطالعه راه را برای توسعه آینده ویفرهای الماس بزرگ (معیوب) و فیلم الماس نازک (معیوب) با خواص قابل اعتماد برای کاربردهای شبکه کوانتومی هموار می کند.



دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *