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全球快看：研究人员制造有史以来第一个在C波段光学光下发光液滴蚀刻量子点

2023-06-17 21:14:20 来源：量子科技资讯

（a）蚀刻纳米孔的表面密度与逆蚀刻温度和示例性样品表面的 AFM 图像的关系（b） T蚀刻= 410 °C，（c） T蚀刻= 435 °C，和（d） T蚀刻= 460 °C 蚀刻温度。不包括孔的均方根表面粗糙度平均为 0.3 nm。所有AFM图像的尺寸为10×10μm2，（b）中的黑条对应于5μm的长度，右侧的色标对所有图像都有效。来源：AIP 进展（2023）。DOI： 10.1063/5.0147281

来自物理系和光子量子系统研究所（PhoQS）的帕德博恩研究人员成功地制造了量子点 - 材料的量子特性发挥作用的纳米结构 - 在1530至1565纳米波长的光学C波段发光。

这是特别特别的，因为这是第一次通过局部液滴蚀刻和随后在与磷化铟基板匹配的砷化铟铝/砷化铟镓系统中填充纳米孔来制造这样的量子点。

(相关资料图)

例如，在未来，这些量子点可以用作纠缠光子的来源，这可能与涉及量子技术的创新加密系统有关。光学C波段的发光在这里特别重要：在这个波长下，光纤网络中的减速最小，这使得未来有可能与当前网络一起使用。研究人员现在已经在AIP Advances杂志上发表了他们的研究结果。

该团队由Dennis Deutsch，Christopher Buchholz，Viktoryia Zolatanosha博士，Klaus Jöns教授和Dirk Reuter博士教授组成，在砷化铟铝表面蚀刻纳米孔，并用砷化铟镓填充它们。

“制造量子点的一个关键要素，如果要用于产生纠缠光子，就是晶格匹配。如果不这样做，它会导致量子点中的张力，这可以消除产生的光子的量子力学纠缠，“Denis Deutsch解释说。

通过填充液滴蚀刻孔来制造量子点并不新鲜，但与以前的工艺不同，研究人员使用晶格匹配到磷化铟而不是砷化镓。材料的变化使它们能够在C波段实现发射。除了晶格匹配材料外，量子点的对称性也是它们适合作为纠缠光子源的关键因素。因此，该出版物还对使用不同参数制造的众多孔的对称性进行了统计评估和检查。

这距离技术上可实现还有很长的路要走，但该方法已经证明了其制造量子点的潜力。这是因为在未来，量子计算在加密方面可能远远优于传统计算机。

纠缠现象是一种安全交换加密数据的一种有前途的方法，因为由于物理定律，任何窃听尝试都会暴露出来。由于纠缠光子是通过光纤电缆交换的，因此传输必须尽可能低损耗。“因此，在特别低损耗的光学C波段制造光子是使用纠缠光子进行加密的重要一步，”Deutsch总结道。

更多信息：D. Deutsch 等人，通过填充 In0.52Al0.48As 层中的纳米孔产生的（In，Ga）As 量子点的电信 C 波段光子发射，AIP 进展（2023）。DOI： 10.1063/5.0147281

期刊信息：AIP 进展

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