Metode til syntetisering af kobberoxidkrystaller af høj kvalitet til kvantefotonik

Kobberoxidation betyder generelt beskadigede overflader og tæret elektronik. Men forbindelsen Cu ₂ O, eller kobberoxid, er et lovende materiale til kvantefotonik, optoelektronik og vedvarende energiteknologier. Nu, et team af forskere har fundet en måde at syntetisere mikrokrystaller af kobberoxid af høj kvalitet.

Forskere fra KTH Royal Institute of Technology rapporterer, at de har udviklet en skalerbar produktionsmetode til kobberoxid (Cu ₂ O) krystaller i mikrometerstørrelse. Også involveret i undersøgelsen var Institute of Solid State Physics, Graz teknologiske universitet, Østrig, og Laboratoire d'Optique Appliquée Ecole Polytechnique, Palaiseau, Frankrig.

"De unikke egenskaber ved Cu ₂ O kan føre til nye ordninger for behandling af kvanteoplysninger med lys i fast tilstand, som er vanskelige at realisere med andre materialer, "siger Stephan Steinhauer, forsker i KTHs Quantum Nano Photonics -gruppe.

"Dette arbejde baner vej for den udbredte brug af Cu ₂ O inden for optoelektronik og til udvikling af nye enhedsteknologier. "

For at syntetisere krystallerne, en kobber tynd film opvarmes til høje temperaturer under vakuumforhold. I deres undersøgelse, som blev offentliggjort i Communications Materials, forskerne på KTH tog denne metode og identificerede vækstparametrene for at opnå Cu ₂ O mikrokrystaller med fremragende optisk materialekvalitet.

Processen er kompatibel med standard siliciumfremstillingsteknikker og giver mulighed for fotonisk kredsløbintegration.

"Størstedelen af ​​kvanteoptikforsøg med dette materiale er blevet udført med geologiske prøver fundet i miner - f.eks. Tsumeb -minen i Namibia, "Siger Steinhauer." Vores syntesemetode er forbundet med meget billige fabrikationer, egnet til masseproduktion og kræver ikke gasser eller kemikalier, der er giftige eller skadelige for miljøet. "

Han siger, at arbejdet lægger grundlaget for at realisere kvanteteknologier baseret på solid-state Rydberg-excitationer, som er spændte kvantetilstande med højt hovedkvantetal.

Disse excitationer kan forbindes med fotoniske integrerede kredsløb, sigter mod generering på chip og manipulation af lys på enkelt-foton niveau, han siger. "Spændende udfordringer venter forude på at oversætte kvanteinformationsbehandlings- og kvantefølelsesordninger, der tidligere er udviklet for Rydberg-atomer, til solid-state-miljøet i en halvlederkrystal på mikrometer- eller nanometerskalaen."