И что? Что ж, хотя мигания короткие — от наносекунд до миллисекунд — даже короткие колебания могут привести к потере эффективности, которая может вызвать проблемы с использованием квантовых точек для генерации фотонов, которые перемещают информацию внутри квантового компьютера или между узлами Интернет будущего с высоким уровнем безопасности, основанный на квантовых телекоммуникациях.
Помимо демонстрации того, что точки мигают, команда также предлагает возможного виновника.Ученые считают квантовые точки арсенида индия и арсенида галлия (InAs / GaAs) многообещающими в качестве источников одиночных фотонов для использования в различных будущих вычислительных и коммуникационных системах, основанных на квантовых технологиях. По сравнению с другими системами исследователи предпочли эти квантовые точки, потому что они, казалось, не мигали, и потому, что из них можно напрямую встроить полупроводниковую оптоэлектронику, которая развивалась последние несколько десятилетий.Исследовательская группа NIST также думала, что эти квантовые точки идеально излучают устойчивый свет, пока они не наткнулись на одну, которая явно мигала (или была «флуоресцентно прерывистой», с технической точки зрения).
Они решили посмотреть, смогут ли они найти других, которые мигали менее очевидным образом.В то время как большинство предыдущих экспериментов изучали точки в целом, команда проверила эти точки так, как они будут использоваться в реальном устройстве. Используя чрезвычайно чувствительную технику автокорреляции фотонов, чтобы выявить едва уловимые признаки мигания, они обнаружили, что точки мигают во времени в диапазоне от десятков наносекунд до сотен миллисекунд.
Их результаты показывают, что создание фотонных структур вокруг квантовых точек — что вам нужно сделать, чтобы сделать многие приложения жизнеспособными — может сделать их значительно менее стабильными в качестве источника света.«В большинстве предыдущих экспериментальных исследований мерцания в квантовых точках InAs / GaAs рассматривалось их поведение после того, как точки были выращены, но до изготовления окружающих устройств», — говорит Картик Сринивасан, один из авторов исследования. «Однако нет никакой гарантии, что квантовая точка не будет мигать после нано-изготовления окружающей структуры, которая привносит поверхности и потенциальные дефекты в пределах 100 нанометров от квантовой точки. По нашим оценкам, эффективность излучения квантовых точек находится между примерно на 50 и 80 процентов после изготовления фотонных структур, что значительно меньше 100-процентной эффективности, которая потребуется для будущих приложений ».
По словам Марсело Даванко, другого автора исследования, будущая работа будет сосредоточена на измерении точек как до, так и после изготовления устройства, чтобы лучше оценить, действительно ли изготовление является источником дефектов, которые, как считается, вызывают мигание. В конечном итоге авторы надеются понять, какие типы геометрии устройства позволят избежать мигания, при этом эффективно направляя испускаемые фотоны в полезный канал передачи, такой как оптическое волокно.
Центр NIST по наноразмерной науке и технологиям (CNST) — это национальное учреждение, использующее нанотехнологии, которое обеспечивает инновации, обеспечивая быстрый доступ к инструментам, необходимым для создания и измерения наноструктур. Исследователи, заинтересованные в получении доступа к описанным здесь методам или в сотрудничестве по их будущему развитию, должны связаться с Kartik Srinivasan.
