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>出版社>俄勒冈州的科学家钻入白色石墨烯来制造人造原子:在微芯片上制作图案并在环境条件下工作,原子可能导致新的量子技术的快速发展。

文摘:
通过在带有镓聚焦离子束的六角形氮化硼薄片上钻孔,俄勒冈州大学的科学家们已经创造了人造原子,可以产生单光子。

俄勒冈州的科学家钻入白色石墨烯来制造人造原子:在微芯片上制作图案并在环境条件下工作,原子可能导致新的量子技术的快速发展。

幼珍或4月12日发布,二千零一十九

在空气中和室温下工作的人造原子可能是发展全光学量子计算的一大步,UO物理学家Benjam N J.说。阿勒姆,发表在《纳米快报》上的一项研究的主要研究者。

“我们的工作提供了单个光子的来源,它们可以作为量子信息的载体或量子比特。我们已经设计了这些来源,创造我们想要的一切,“我们想去哪儿,”Alem说。作为UO材料科学研究所和光学中心的成员,分子的,量子科学。“我们想把这些单光子发射器设计成微芯片上的电路或网络,这样它们就可以互相交流了,或其他现有量子比特,就像固态自旋或超导电路量子比特。”

人工原子是在三年前在二维六方氮化硼薄片中发现的,晶格中由交替的硼和氮原子组成的单一绝缘层,也称为白色石墨烯。Alem n是众多研究人员中的一员,他们正利用这一发现来生产和使用光子作为量子光子电路中单光子和量子比特的来源。

在量子研究中使用原子的传统方法集中于捕捉原子或离子,用激光操纵它们的自旋,使它们呈现出量子叠加,或者同时处于“关闭”和“打开”状态的能力。但这项工作需要在真空中,在极冷的温度下,用精密的设备进行。

由于观察到人造原子经常出现在边缘附近,Alem n的团队,国家科学基金资助,首先在白色石墨烯中钻取500纳米宽和4纳米深的圆圈,形成边缘。

然后将这些装置在850摄氏度(1562华氏度)的氧气中退火,以去除碳和其他残余材料并激活发射器。共聚焦显微镜显示来自钻孔区域的光的微小光斑。放大,阿勒姆n的研究小组发现,单个亮点发出的光可能是最低水平的——一次发出一个光子。

可以想象,单个光子可以作为微小的,超灵敏温度计,在量子密钥分发中,或转让,存储和处理量子信息,阿莱姆说。

“最大的突破是我们发现了一个简单的,在微芯片上纳米制造人造原子的可扩展方法,人工原子在空气中和室温下工作。“我们的人造原子将带来许多新的、强大的技术。未来,它们可以用来更安全,更安全,完全私人通信,以及更强大的计算机,可以设计救生药物,帮助科学家通过量子计算更深入地了解宇宙。”

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论文的共同作者是UO博士生Joshua Ziegler,Rachel Klaiss安德鲁·布莱基和大卫·米勒,Viva R.霍洛维茨纽约汉密尔顿学院物理教授,2018年夏天,他作为访问教授在阿莱姆的实验室里度过。

这项研究是在阿勒姆的实验室进行的,位于俄勒冈的UO先进材料表征中心(Camcor)和俄勒冈快速材料原型工厂。后者,位于Camcor,2016年由M.J默多克慈善信托基金。

资料来源:Benjamin Alem N,助理教授,物理与材料科学研究所,51-43-3621,

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联络:
吉姆巴洛

51-34~348

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