[논문] 하이브리드 나노 앙테나는 다이아몬드 결함으로부터 가벼운 캡처를 가능하게합니다

예루살렘 히브리 대학교와 베를린의 Humboldt University의 연구원들은 컬러 센터로 알려진 작은 다이아몬드 결함에서 방출되는 거의 모든 빛을 포착하는 방법을 개발했습니다. 나노 디아몬드를 극도로 정밀한 특수 설계된 하이브리드 나노 앙테나에 배치함으로써,이 팀은 실온에서 레코드 광자 수집을 달성했다.

다이아몬드는 오랫동안 스파클을 위해 소중 해졌지 만 베를린의 훔볼트 대학교 (Humboldt University)의 동료들과 협력하여 예루살렘 히브리 대학교 (Hebrew University of Jerusalem)의 연구원들은 양자 기술에도 다이아몬드를 사용하는 데 있어야의 주요 요구 사항 인 거의 최적의 “반짝임”을 성취하고 있음을 보여주고 있습니다. 이 팀은 차세대 양자 컴퓨터, 센서 및 통신 네트워크를 개발하는 데 필수적인 NV (Nitrogen-Vacancy) 센터 (NV) 센터로 알려진 작은 다이아몬드 결함에서 단일 광자, 단일 광자의 거의 완벽한 컬렉션에 접근했습니다.

NV 중심은 다이아몬드 구조의 미세한 결함으로 양자 “라이트 스위치”처럼 작용할 수 있습니다. 그들은 양자 정보를 운반하는 단일 빛 (광자)을 방출합니다. 지금까지 문제는이 빛의 많은 부분이 모든 방향으로 손실되어 캡처하고 사용하기가 어렵다는 것이 었습니다.

히브리 대학교 팀은 베를린의 연구 파트너들과 함께 NV 센터를 함유 한 나노 디아몬드를 특수 설계된 하이브리드 나노 앙테나에 포함 시켜이 도전을 해결했습니다. 정확한 Bullseye 패턴의 금속 및 유전체 재료 층으로 제작 된이 안테나는 흩어지는 대신 잘 정의 된 방향으로 빛을 안내합니다. 연구원들은 초고전적인 위치를 사용하여 나노 디아몬드를 안테나 센터에 정확하게 배치했습니다.

특집 APL Quantum,, 결과 중요합니다 : 새로운 시스템은 실온에서 방출 된 광자의 최대 80%를 수집 할 수 있습니다. 이것은 조명의 작은 부분만을 사용할 수있는 이전 시도에 비해 극적인 개선입니다.

Rapaport 교수는 “우리의 접근 방식은 우리에게 실용적인 양자 장치에 훨씬 더 가깝게됩니다. 광자 더 효율적으로, 우리는 안전한 양자 통신 및 매우 민감한 센서와 같은 기술의 문을 열고 있습니다. “

Lubotzky 박사는 “우리를 흥분시키는 것은 단순하고 칩 기반 디자인과 실온에서 작동한다는 것입니다. 즉, 이전보다 훨씬 쉽게 실제 시스템에 통합 될 수 있음을 의미합니다.”

이 연구는 영리한 엔지니어링뿐만 아니라 보석을 넘어 다이아몬드의 잠재력을 보여줍니다. 와 함께 양자 기술 실제 응용 프로그램을 향해 경주하면,이 발전은 더 빠르고 신뢰할 수있는 양자 네트워크를위한 길을 열어 줄 수 있습니다.