激發(fā)光發(fā)射器可以同時協(xié)作和輻射，這被稱為超熒光。Empa和蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員以及IBM蘇黎世研究所的同事最近已經(jīng)能夠通過使用遠程有序納米晶超晶格來產(chǎn)生這種效應。這一發(fā)現(xiàn)可以推動LED照明、量子傳感、量子通信以及未來量子計算的未來發(fā)展。這項研究剛剛發(fā)表在著名的《自然》雜志上。
如果一些材料被外部光源(如激光)激發(fā)，它們會自發(fā)發(fā)光。這種現(xiàn)象叫做熒光。然而，在幾種氣體和量子系統(tǒng)中，當組件中的發(fā)射器自發(fā)地使它們的量子力學相位彼此同步并在受到激勵時一起作用時，會發(fā)生更強的光發(fā)射。這樣，產(chǎn)生的光輸出可以比單個發(fā)射器的總和強得多，從而產(chǎn)生超快且明亮的光發(fā)射——超熒光。然而，當這些發(fā)射器滿足嚴格的要求時，例如相同的發(fā)射能量、與光場的高耦合強度和長相干時間，就會發(fā)生這種情況。因此，它們之間相互作用很強，但同時也不容易受到環(huán)境的干擾。到目前為止，還不可能使用與技術(shù)相關(guān)的材料。膠體可能是門票；它們被證明是商業(yè)上有吸引力的解決方案，已經(jīng)在最先進的液晶電視顯示器中使用——它們滿足所有要求。
Maksym Kovalenko領(lǐng)導的Empa、蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員和IBM蘇黎世研究所的同事證明，由鹵化鉛鈣鈦礦制成的最新一代量子點提供了一種優(yōu)雅、實用和方便的超熒光按需方法。因此，研究人員將鈣鈦礦量子點排列成三維超晶格，從而實現(xiàn)光子的相干集體發(fā)射——從而產(chǎn)生超熒光。這為糾纏多光子態(tài)的來源提供了基礎(chǔ)，糾纏多光子態(tài)是量子傳感、量子成像和光子量子計算的關(guān)鍵資源。
一群羽毛聚集在一起。
然而，量子點之間的相干耦合要求它們都具有相同的尺寸、形狀和組成，因為在量子宇宙中“物以類聚”。Empa的高級科學家Maryna Bodnarchuk說：“這種長程有序超晶格只能從高度單分散的量子點溶液中獲得，在過去的幾年里，它的合成經(jīng)過了精心的優(yōu)化。利用這些不同大小的“均勻”量子點，研究團隊可以通過適當控制溶劑蒸發(fā)形成超晶格。
超熒光的最終證據(jù)來自于-267左右的光學實驗。研究人員發(fā)現(xiàn)，光子同時以明亮的爆發(fā)形式發(fā)射：“這是我們的尤里卡！”瞬間。我們意識到這是一種新型的量子光源，”蘇黎世聯(lián)邦理工學院和Empa的GabrieleRain說。進行光學實驗的團隊。
研究人員認為，這些實驗是通過這種獨特的材料進一步利用集體量子現(xiàn)象的起點。來自蘇黎世聯(lián)邦理工學院和IBM研究院的邁克爾貝克爾補充道：“因為整體的性質(zhì)可以得到改善，而不僅僅是其各個部分的總和，所以人們可以超越設(shè)計單個量子點?！笨煽禺a(chǎn)生超熒光和相應的量子光可以為led照明、量子傳感、量子加密通信和未來量子計算開辟新的可能性。
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