دانشمندان روشی برای ساخت اجزای عملکردی کامپیوترهای کوانتومی توسعه داده‌اند

دانشمندان روشی برای ساخت اجزای عملکردی کامپیوترهای کوانتومی توسعه داده‌اند

دانشمندان، منابع روشن فوق‌ فشرده‌ای را مبتنی بر نقاط کوانتومی تلورید جیوه (HgTe) که ساطع کننده‌ی پرتوهای مادون قرمز هستند، ساخته‌اند. این نقاط کوانتومی، اجزای عملکردی کامپیوترهای کوانتومی آینده‌ و حسگرهای پیشرفته هستند. نتیجه‌ی این پژوهش در Light: Science and Applications منتشر شده است.

دانشمندان یک لیزر شبکه‌ی تشدیدکننده که روی سطح لایه نازکی از طلا چاپ شده را طراحی کردند که کنترل خصوصیات تابش مادون قرمز نزدیک و میانه را برای لایه‌ی پوششی نقاط‌ کوانتومی تلورید جیوه امکان‌پذیر می‌کند.

دامنه طیفی مادون قرمز نزدیک و میانه، برای پیاده‌سازی دستگاه‌های مخابرات نوری، آشکارسازها، فرستنده‌ها، همچنین حسگرها و نسل بعدی سیستم‌های امنیتی بسیار نوید بخش‌ است. نقاط‌ کوانتومی‌ نیمه‌رسانایی که اخیرا توسعه یافته‌اند، نمایانگر نانومواد نویدبخشی هستند که دقیقا در این محدوده، تابش می‌کنند. با این حال، مسئله اصلی به محدودیت‌های اساسی فیزیکی (قانون طلایی فرمی، بازترکیب اوژه و غیره) برمی‌گردد که میزان شدت نقاط‌ کوانتومی تابش‌کننده‌ی‌ مادون قرمز را به شدت کاهش می‌دهند. دانشمندان برای اولین بار، با بکار بردن شبکه‌‌ی تشدیدکننده‌ی مخصوصی از نانوساختارها، بر این محدودیت غلبه کردند. آن‌ها این شبکه را با چاپ لیزری فوق دقیقی روی سطح یک لایه نازک طلا ساختند.

محققان می‌گویند: «شبکه‌ پلاسمونی که ما ایجاد کردیم، از میلیون‌ها نانوساختار آرایش یافته روی سطح لایه نازکی از طلا تشکیل شده است. ما این شبکه‌ها را با استفاده از پردازش لیزری پیشرفته و مستقیم تولید کردیم. این فناوری ساخت، نسبت به روش‌های مبتنی بر لیتوگرافی تجاری موجود، ارزان‌تر بوده، به راحتی مقیاس‌پذیر است و ساخت آسان نانوساختارهایی با مساحت‌ مقیاس سانتی‌متر را ممکن می‌سازد. این امر، چشم‌اندازهایی را برای بکارگیری رویکرد‌های توسعه‌یافته به منظور طراحی دستگاه‌های نوین ارتباطات نوری، آشکارسازها و فرستنده‌ها، از جمله اولین میکرولیزر مبتنی بر نقطه‌ کوانتومی تابش‌کننده‌ی‌ مادون قرمز باز می‌کند».

شبکه تشدیدکننده، تابش پمپ را به نوع خاصی از امواج الکترومغناطیسی تبدیل می‌کند که به آن‌ها پلاسمون سطحی گفته می‌شود. این امواج روی سطح لایه‌ی طرح‌دار و نازک طلا درون لایه پوششی نقاط کوانتومی انتشار می‌یابند. این امر، برانگیختگی بهره‌ور آن‌ها را فراهم می‌کند که به نوبه‌ی خود باعث افزایش لومینسانس نوری می‌گردد.

محققان می‌گویند: « چند دهه است که نقاط کوانتومی در دامنه طیف مرئی ساخته شده‌اند. با این وجود، تنها چند گروه علمی در جهان وجود دارند که قادر به تولید نقطه‌ کوانتومی‌ برای دامنه طیفی مادون قرمز نزدیک و میانه هستند. ما به لطف شبکه پلاسمونی خود که شامل نانوساختارهای پلاسمونی است که به روش خاصی آرایش یافته‌اند، قادر به کنترل مشخصه‌های اصلی تابش نور این نقاط‌ کوانتومی‌ منحصر به فرد هستیم؛ مثلا افزایش مکرر شدت و طول عمر تابش نوری، کاهش بهره‌وری بازترکیب‌های غیر تابشی و همچنین سازگارکردن و بهبود طیف نشری».
 


منبع: phys.org
كلمات كليدي :
نقاط کوانتومی
 
امتیاز دهی
 
 

نظر شما
نام  
پست الكترونيک
وب سایت
متنی که در تصویر می بینید عینا تایپ نمایید
نظر
login