研究人员分离出硅中的单个人造原子

事实证明，硅是制造多种技术(包括量子器件)的极有价值和可靠的材料。近年来，研究人员还一直在研究使用单个人工原子来增强基于硅的集成量子电路的性能的可能优势。然而，到目前为止，事实证明，具有光接口的单个​​量子位很难隔离在硅中。

蒙彼利埃大学和CNRS，莱比锡大学和欧洲其他大学的研究人员最近首次成功地在硅中成功分离出了单一的光学活性人工原子。他们的论文发表在《自然电子》上，可能对新的基于硅的量子光学器件的开发具有重要意义。

进行这项研究的研究人员之一AnaïsDr.éau告诉TechXplore：“我们的研究是出于用电信光学接口隔离新的单个人造原子的意愿而诞生的，这种材料适合用于大规模工业过程。” “我们习惯于研究这些量子系统，但是研究的是宽带隙半导体，例如金刚石或六方氮化硼。尽管硅是微电子工业中最广泛使用的材料，但迄今为止，在这种小带隙中还没有光发射器的报道。半导体。”

Dr.éau及其同事的最新研究表明，隔离硅中的单个荧光人工原子实际上是可行的。由所得设备发射的单个光子在电信波长下运行，这特别有利于实现光纤中的长距离传播。

为了有效隔离硅中的单个人造原子，研究人员采用了独特的策略。他们的策略将材料工程领域的概念与针对单个近红外发射器的检测而优化的特定实验设置相结合。

他说：“我们从绝缘体上硅晶片开始，在其中通过注入碳原子产生了低浓度的荧光缺陷。” “第二，我们建立了一个新的共聚焦显微镜实验，该实验在低温(10K，-263°C)下以高空间分辨率和近红外范围内的高灵敏度进行操作，从而能够检测出非常弱的光信号。各个光学活性点缺陷。”

绝缘体上硅晶片具有许多优点，最显着的优点是可以直接用于制造高质量的光子芯片。这些芯片中包含单个光学活性点缺陷，最终可以创建更全面或更通用的量子光学和光子学工具。

他说：“我们是第一个在微电子工业中最广泛使用的材料中隔离单光子发射器的材料：硅。” “此外，这些基于单荧光点缺陷的人造原子具有直接在电信波长处发射单光子的巨大优势，这对于在光纤内部进行长距离传播很方便。”

将来，Dr.éau和她的同事们提出的在硅中分离单个人造原子的策略可以帮助开发各种新技术。例如，它可以促进集成量子光子学工具的开发，其中直接嵌入到硅量子芯片中的光学活性缺陷可以生成光子量子位，从而处理量子信息。