Opmuntre kvanteprikker til at udsende fotoner

(PhysOrg.com) -- Et af felterne af stor interesse for videnskabsmænd og forskere er at bruge kvanteverdenen til at forbedre forskellige aspekter af vores liv. Fremskridt inden for kvantekryptografi skaber overskrifter, og videnskabsmænd fortsætter med at lede efter måder at bringe kvanteinformationsbehandling ind i mainstream. Anthony Bennett, en videnskabsmand ved Toshiba Research Europe Limited i Cambridge, i Storbritannien., arbejder med kvanteprikker i et forsøg på at lede efter måder at forbedre deres applikationer på.

"Jeg arbejder med enkelte kvanteprikker, manipulere dem og lave interessante eksperimenter, der forhåbentlig vil være nyttige i fremtiden til kvanteinformationsbehandling, ” fortæller Bennett PhysOrg.com . "Det, vi har gjort for nylig, er at vise en gigantisk skarp effekt i halvlederkvanteprikker, hvilket vil føre til bedre udbytte i visse enheder og muliggøre helt nye applikationer."

Bennett arbejdede med et team fra Toshiba Research, samt med forskere ved Cavendish Laboratory ved Cambridge University. Resultaterne af deres seneste samarbejde offentliggøres i Anvendt fysik bogstaver :"Kæmpe Stark-effekt i emissionen af ​​enkelte halvlederkvanteprikker."

"Når du arbejder med kvanteprikker, Bennett forklarer, ”Der er mange omstændigheder, når man gerne vil kunne få prikker, der er ens. Imidlertid, kvanteprikker dannes naturligt med forskellige størrelser, former og kompositioner. Tanken er at flytte dem, så de alle udsender den samme energi."

Forud for dette arbejde, skift til kvanteprikker af denne størrelse var ikke blevet observeret før. "Normalt er skiftet begrænset til et meget lille område, " siger Bennett. "Vi viste, at du kunne flytte overgangene i kvanteprikkerne overraskende langt med vores teknik."

"Tidligere folk har kigget på at sætte kvanteprikker i dioder og derefter ændre spændingen. Vi ændrede designet, så et fast elektrisk felt påføres på tværs af kvanteprikken lodret, hvilket fører til et skift en størrelsesorden større end set før."

Normalt, et sådant eksperiment bruger prikker omgivet af enten galliumarsenid eller aluminium galliumarsenid. Bennett og hans kolleger kombinerede disse for at få det bedste fra begge verdener. "Med galliumarsenid, ladningerne er begrænset i kvanteprikken lige så stærkt, men kvaliteten af ​​emissionen er bedre. Så vi dyrkede prikken i galliumarsenid, men omgivet af aluminium galliumarsenid på hver side for at begrænse det elektriske skift."

Efter at have vist muligheden for dette store skift for at tilskynde kvanteprikkerne til at udsende den samme energi, næste skridt er at få to kvanteprikker med nøjagtig samme energi. "For at få applikationer til kvanteinformationsbehandling, du har brug for kvanteprikker med mindst to tilstande ens. Som opfølgning på arbejdet her, det gjorde vi." (Mere information kan findes i Naturfotonik , "To-foton interferens af emissionen fra elektrisk indstillelige fjerntliggende kvanteprikker.")

"Kvantemekanisk, begge disse eksperimenter repræsenterer et væsentligt gennembrud. At vi kan få kvanteprikker med den samme energi til at udsende identiske fotoner er et stort skridt fremad inden for kvanteinformationsbehandling."

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omdistribueret helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.