Ledeistä uusi ikkuna kvanttifysiikkaan

21.03.2014

toronto-uusi-ikkuna-kvanttisfysiikkalle-alex-hayat-250.jpgRyhmä Toronton yliopiston fyysikoita Alex Hayatin johtamina on ehdottanut uutta ja tehokasta tapaa hyödyntää kvanttifysiikan ilmiötä, joka tunnetaan lomittumisena.

Lähestymistapa yhdistää valodiodeja eli ledejä suprajohteiden kanssa tuottamaan lomittuneita fotoneja. Tämä voisi tuottaa valikoiman uutta fysiikkaa sekä laitteita kvanttiteknologioille, kuten kvanttitietokoneet ja kvantti viestintä.

Lomittumisessa kaksi hiukkasta ovat pareittain ennustettavasti vuorovaikuttavia toistensa kanssa riippumatta siitä, kuinka kaukana toisistaan ne ovat. Toisen jäsenen mittaus kertoo samalla myös toisen ominaisuuksia.

- Tavallinen valonlähde, kuten ledi säteilee fotoneja satunnaisesti ilman mitään korrelaatiota, kertoo Hayat yliopistonsa tiedotteessa.

- Nyt olemme osoittaneet, että lomittuminen ledistä säteilevien fotonien välillä voidaan saavuttaa lisäämällä ledirakenteeseen toinen erikoinen fyysinen vaikutus eli suprajohtavuus. Siinä elektronit kietoutuvat Cooperin pareiksi, jossa elektronit pyörivät (spin) vastakkaisiin suuntiin.

Kun kerros suprajohtavaa materiaalia sijoitetaan läheiseen kosketukseen puolijohteista ledirakennetta, Cooperin parit injektoituvat ledin sisään, joten pari kietoutuneita elektroneja luo lomittuneen fotoniparin.

Vaikutus kuitenkin osoittautuu toimivan vain ledeillä joissa käytettiin nanometrin paksuisia aktiivisia alueita eli kvanttikaivoja.

- Tyypillisesti kvanttiominaisuudet näkyvä hyvin pienissä mitoissa. Suprajohtavuus mahdollistaa kvantti-ilmiöiden esiintyvän suuremmissa mittakaavoissa kuten sähkökomponentti tai kokonainen piiri. Tällainen kvanttikäyttäytyminen voi merkittävästi parantaa valoemissiota yleensä ja lomittuneiden fotonien emissiota erityisesti toteaa Alex Hayat.
26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla
25.06.2020Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle
24.06.2020Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja
23.06.2020Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen
19.06.2020Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja
18.06.2020Perusteita tehokkaammille akuille
17.06.2020Lomittaa molekyylejä ja atomeja
16.06.2020Intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
15.06.2020Kontakteja 2D-transistoreille
12.06.2020Molekyylit tarjoavat satakertaisen muistin

Siirry arkistoon »