帖子
勛章
關(guān)注
任務(wù)
基于納米金剛石的可控光源 現(xiàn)代納米光子學(xué)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一是設(shè)計有源電介質(zhì)納米天線或可控光子源。作為納米天線的基礎(chǔ)，科學(xué)家通常使用等離子體金屬納米粒子。然而，這些粒子的光學(xué)損耗和熱效應(yīng)促使科學(xué)家尋找替代品。例如，圣彼得堡國立信息技術(shù)機械與光學(xué)大學(xué)的研究人員積極開發(fā)電介質(zhì)納米光子：他們創(chuàng)造基于鈣鈦礦和硅的納米天線。最近，圣彼得堡國立信息技術(shù)機械與光學(xué)大學(xué)納米光子學(xué)和超材料國際實驗室的成員開發(fā)了一種基于納米金剛石的新型有源介電納米天線的新概念。  有源納米金剛石天線的方案。（圖片來源：圣彼得堡國立信息技術(shù)機械與光學(xué)大學(xué)） 納米金剛石是具有獨特性質(zhì)的碳納米結(jié)構(gòu)。它們具有足夠高的折射率，高導(dǎo)熱率和低相互作用�？茖W(xué)家們使用納米金剛石與所謂的氮-空位中心（NV-中心）。它們是通過從金剛石晶格中去除碳原子而人為地產(chǎn)生的。然后將空位與植入的氮原子連接。這種NV-中心的電子自旋很容易被光控制，所以利用電子自旋可以記錄量子信息。 來自圣彼得堡國立信息技術(shù)機械與光學(xué)大學(xué)的科學(xué)家們研究了納米金剛石的光學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)納米金剛石的輻射可以通過將NV中心發(fā)光光譜與金剛石納米粒子的光學(xué)米共振相結(jié)合而得到增強。這種增強可以在NV中心的特定位置和適當大小的粒子下實現(xiàn)。這樣可以增加納米金剛石普塞爾因子。該指標用于估算金剛石外殼如何影響光源自發(fā)輻射的速率。如果普塞爾因子增加，發(fā)光的衰減時間就會減少，而信號本身會變得更強并且更容易讀取。 科學(xué)家們強調(diào)，這種效應(yīng)是通過僅使用納米金剛石的特性來實現(xiàn)的�！巴ǔ�，為了加速輻射，人們必須建立一個復(fù)雜的諧振系統(tǒng)，但我們在沒有任何附加結(jié)構(gòu)的情況下，設(shè)法取得了類似的結(jié)果。我們通過實驗證明，只需簡單的物理原理，發(fā)光衰減至少可以加速兩倍�！奔{米光子和超材料國際實驗室的Dmitry Zuev說。 事實上，對具有多個NV中心的納米金剛石進行了實驗。盡管研究人員還為鉆石殼中單光子源的行為建立了理論模型。計算結(jié)果表明，光發(fā)射速度可以提高幾十倍。 “今天在納米天線中從一個NV中心獲得單個光子是一項相當困難的任務(wù)。例如，為了在邏輯元件中實現(xiàn)這種有源納米天線，您需要管理它們的發(fā)射。從長遠來看，我們的概念將有助于有效管理單光子發(fā)射源，這對量子計算機和光通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是非常重要的�！� 這篇文章的主要作者，納米光子學(xué)和超材料國際實驗室的成員Anastasia Zalogina指出。 原文鏈接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=50101.php（實驗幫譯） |
