Pesquisadores do Laboratório Nacional de Los Alamos criaram uma nova classe de pontos quânticos com oportunidades potencialmente grandes para imagens médicas, criptografia quântica e cálculos quânticos. A singularidade do desenvolvimento é que os fótons únicos espectralmente limpos são emitidos à temperatura ambiente em uma faixa de comprimento de onda amplamente ajustável.
Fonte da Imagem: Laboratório Nacional de Los Alamos
Para criar pontos quânticos emitindo fótons individuais, os cientistas usaram a síntese em uma solução de nanopartículas coloidais. Os pontos quânticos obtidos durante os processos químicos são o núcleo do selenida de cádmio na concha de sulfeto de cádmio. Para transformar tais estruturas em emissores de fótons únicos, os pesquisadores inseridos entre a concha e a camada do kernel do sulfeto de mercúrio. Descobriu-se que a extensão simples da espessura da camada altera discretamente o comprimento de onda da radiação de fótons.
«Essa nova síntese permite que você controle a espessura do sulfeto emissor de mercúrio no nível atômico com alta precisão. Ao alterá-lo em uma camada atômica, podemos ajustar o comprimento de onda da luz irradiada por saltos quânticos discretos e no futuro, é ajustado suavemente, alterando o tamanho do kernel do selenide do cádmio “, disse Vladimir Sayevich, o principal químico do projeto.
Novas estruturas são muito superiores aos pontos quânticos existentes da faixa de infravermelho próximo. Eles demonstram mesmo radiação ao nível de um ponto de pureza quase ideal de fótons única à temperatura ambiente. Esse comportamento estável é bem mantido tanto com Óptico como excitado eletricamente.
A aplicação prática do desenvolvimento pode ser uma visualização médica, que permitirá uma profundidade mais profunda e segura à profundidade dos tecidos do homem, a criptografia quântica, que requer fontes rápidas e de alta qualidade de fótons únicos para distribuir chaves quânticas, computadores quânticos em que os fótons Jogue o papel dos cubos, marcando para proteger contra falsificações e várias outras aplicações.
Mas você não deve esperar avanços imediatos. Os cientistas explicam que ainda para alcançar indistinguibilidade de fótons – certifique-se de que os fótons individuais emitidos por diferentes pontos quânticos no substrato são idênticos em suas propriedades mecânicas quantum. Esses pesquisadores terão lugar na próxima etapa do trabalho.