最近，荷蘭特溫特大學的化學家、數學家、物理學家和納米工程師團隊開發(fā)出一種裝置，可以以前所未有的精度控制光子的發(fā)射。該技術可以帶來更高效的微型光源、靈敏的傳感器和用于量子計算的穩(wěn)定量子比特。
該論文題為“與3D硅光子帶隙晶體共價結合的PbS量子點的自發(fā)輻射受到強烈抑制”，發(fā)表在《物理化學雜志C》上。
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MINT 工具箱
研究人員開發(fā)了“MINT 工具箱”：一套來自數學、信息學、自然科學和技術等科學學科的工具。在這個工具箱里，有先進的化學工具。最重要的是聚合物刷，這是一種微小的化學鏈，可以將光子源固定在某個位置。
第一作者 Andreas Schulz 解釋說：“聚合物刷是在溶液中從所謂的硅光子晶體內部的孔隙表面嫁接而成的。這是一個相當棘手的實驗。因此，當我們在單獨的 X 射線成像研究中看到光子源位于刷子頂部的正確位置時，我們非常興奮。”
通過添加納米光子工具，該團隊證明激發(fā)光源被抑制了近 50 倍。在這種情況下，光源保持激發(fā)的時間比平時長 50 倍。光譜與使用高級數學工具計算出的理論光譜非常吻合。第二作者 Marek Kozoň 說：“該理論預測零光，因為它涉及一個虛構的無限延伸晶體。在我們真實的有限晶體中，發(fā)射的光不為零，但非常小，這是一個新的世界紀錄。”
新成果預示著高效微型激光器和光源的新時代的到來，光子電路中的量子比特將大大減少擾動(由于難以捉摸的真空波動)。Willem Vos 說：“我們的多功能工具箱為從強穩(wěn)定激發(fā)態(tài)中獲益的全新應用提供了機會。這些是光化學的核心，可能成為靈敏的化學納米傳感器。”
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