Goud-geactiveerd 2D Kristalplatform voor Next-Gen Kwantumtechnologieën

Wetenschappers ontdekten een nieuw platform voor kwantumtechnologieën door tweedimensionale (2D) kristallen op te hangen over poriën in een plaat goud. Bij verwarming herstroomt het metaal om een poreuze structuur te vormen en de goudatomen vergrendelen in register met de atomen in de 2D laag erboven. In plaats van druppels die op de glasbasis onder het goud vormen, veroorzaakte verwarming een reorientatie van de onderliggende metaalplaat. Het goud werd doorheen poreus en deze fysieke verandering leidde onderzoekers om te testen op andere neveneffecten van de fusie.

Kwantumlichtbronnen in een kant-en-klaar netwerk

Ze ontdekten ook dat de combinatie een groot aantal kwantumlichtbronnen kan creëren in een kant-en-klaar netwerk. De uitlijning tussen atomaire lagen kan energiedoordracht tussen de emitters via het goudframework dat ze verbindt vergemakkelijken.

Onderzoekers verifieerden dat het licht dat afkomstig is van de 2D halfgeleiders als enkele lichtdeeltjes, of fotonen, uitkomt. Deze emitters kunnen energie aan elkaar overdragen via de goudlaag. Het licht schijnt op één deel van het monster en onderzoekers kijken naar het licht dat op een ander deel afkomt. Dit toont aan hoe energie in de goudlaag op één punt gekoppeld kan worden, naar een ander kwantum-emitterlocatie ver weg gepropageerd, en opnieuw uitgezonden als zichtbaar licht.

"De mogelijkheid om op afstand de piping van energie naar een enkel-foton-emitter te controleren, maakt dit een aantrekkelijk systeem voor kwantumtechnologie."

Sensoren zijn een eerste toepassing; ze kunnen profiteren van de atoomaire dunne membranen uitgerekt over het poreuze metaalframework.

Terwijl onderzoekers dit werk uitvoerden met een goudplaat onder de dunne halfgeleiderlaag, kunnen andere metalen op dezelfde manier reageren als goud. Het team blijft onderzoeken hoe verschillende materiaalcombinaties en structuren enkel-fotonbronnen met unieke eigenschappen kunnen creëren, een sleutelcomponent van beveiligde communicatie.