Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Физики превратили алмаз в светодиод, испускающий одиночные фотоны

Читать ria.ru в
Японские и европейские физики разработали светодиод на базе кристалла алмаза, который способен излучать одиночные фотоны при комнатной температуре и легко поддается миниатюризации, что позволит использовать подобные устройства в будущих квантовых компьютерах, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

МОСКВА, 15 апр - РИА Новости. Японские и европейские физики разработали светодиод на базе кристалла алмаза, который способен излучать одиночные фотоны при комнатной температуре и легко поддается миниатюризации, что позволит использовать подобные устройства в будущих квантовых компьютерах, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

Надежные источники одиночных фотонов считаются одним из важнейших компонентов квантовых вычислительных устройств. Такие устройства необходимы для передачи информации между отдельными узлами квантового компьютера, без чего их промышленное применение будет невозможным. Как правило, большинство существующих разработок такого рода работает лишь при температурах, близких к абсолютному нулю, что сильно ограничивает сферу их применения.

Группа физиков под руководством Норикадзу Мидзуоти (Norikazu Mizuochi) из университета Осаки (Япония), изучая свойства микрокристаллов алмазов с включениями в виде отдельных атомов азота, создала излучатель, работающий при комнатной температуре.

Мидзуоти и его коллеги изучили физические свойства алмаза с одним подобным дефектом при помощи компьютерной модели и пришли к выводу, что такой кристалл можно использовать в качестве ключевого компонента излучателя из нескольких слоев алмаза.

Руководствуясь теоретическими выкладками, ученые собрали экспериментальный излучатель, представлявший собой "бутерброд" из трех разных типов алмазов.

Нижний слой состоял из алмазной пластинки, которую физики превратили в полупроводник при помощи множества атомов бора и фосфора, вставленных в кристаллическую решетку. Поверх него укладывался слой из чистейшего алмаза с минимальным числом химических дефектов, а на вершине этой конструкции физики размещали небольшие кристаллы алмазов с единичными вставками в виде атомов азота.

К верхней и нижней половине алмазного диода ученые подключили многослойные электроды из пластинок золота, платины и титана и проверили его работу, подключив к источнику питания. Эксперимент показал, что на пластинке образовалось множество единичных источников света, которые располагались в точках, куда были вставлены атомы азота.

В этом случае источником излучения служила так называемая квантовая электролюминесценция - свечение атомов под действием электрического поля или тока. По словам исследователей, такой эффект ранее не наблюдался при комнатной температуре.

По расчетам физиков, их устройство способно вырабатывать примерно 40 тысяч фотонов в секунду. Показатель может быть улучшен, если простые электроды будут заменены тонкими нановолокнами, что повысит производительность до 10 миллионов частиц в секунду.

Как считают Мидзуоти и его коллеги, подобные светодиоды можно использовать в лабораторных исследованиях квантовых компьютеров, а в перспективе и в промышленных версиях этих устройств.

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
Пресс-секретарь Киркорова заявила, что все штрафы певца оплаченыГреческий премьер Мицотакис посетит Россию и встретится с ПутинымВ администрации президента оценили решения судов о геноциде в войнуПлан вакцинации детей от гриппа в Петербурге выполнили на 69 процентовЗащита Киркорова заявила, что у него нет непогашенных штрафовГлавком ВСУ назвал украинскую армию одной из ведущих в миреВластям Сербии после каждого визита в Россию грозят санкциями, заявил ВулинТуляков, бросивших мужчину умирать примотанным к дереву, будут судитьНекоторые страны стремятся оправдать нацистов, заявил БастрыкинИз Windows 11 исчезнет особенность, которая раздражала пользователейВ администрации президента раскритиковали позицию антипрививочниковВ АЕБ заявили о падении продаж новых легковых автомобилей в РоссииВ Белоруссии пять человек задержали по подозрению в подготовке терактаЛукашенко призвал нанимать в госструктуры "патриотов со стержнем"Бутина попросила генпрокурора проверить посты "Сорок сороков" о прививкеЕвросоюз увеличил расходы на оборонуРоссия и Египет начали учения в Средиземном мореОфициальный курс евро на вторник снизился на 13 копеекВсего один человек спровоцировал 90% случаев заражения "дельтой" в России У десяти прибывших из ЮАР россиян выявили COVID-19