Ученые из университета Вюрцбурга (Германия) исследовали способность излучать свет дихалькогенов переходных металлов, или TMDC. Они выяснили, что фотоны в монослое такого материала излучаются парами. Результаты этой работы опубликованы в Nature Communications.

Монослои получили признание в последние годы и революционизировали многие области физики. Монослои состоят из твердых материалов очень малой толщины, например, в один атом. Их еще называют двумерными материалами. В таком виде они обладают неожиданными свойствами, которые еще не до конца изучены. К примеру, TMDC ведут себя как сверхпроводники и могут быть использованы для производства ультрамалых и энергоэффекивных чипов. Они могут светить, если им достаточно энергии. Именно это свойство изучали Доктор Кристан Шнайдер (Christian Schneider) и профессор Свен Хефлинг (Sven Höfling) с коллегами с кафедры технической физики университета Юлиуса Максимиллиана в Вюрцбурге.

Сначала ученые сделали монослои простым методом — отодрали тонкую пленку от кристалла TMDC с помощью скотча. Затем тем же способом отодрали еще более тонкий слой. Затем они охладили монослой до температуры абсолютного нуля и облучили с помощью лазера. Это заставило монослой излучать фотоны при определенных условиях.

«Мы показали, что особый тип возбуждения производит два фотона. То есть частицы света выходят парами», — приводятся слова Шнайдера в сообщении пресс-службы вуза.

Такие двухфотонные источники интересны тем, что они могут передавать информацию 100% защищенную от прослушивания. Кванты света спутаны друг с другом, то есть там есть квантовые механические процессы, в которых их состояние переплетены. Состояние первого фотона затем имеет прямой вклад во второй фотон, не смотря на расстояние между ними. Это можно использовать в канале закодированной коммуникации.

Ученые показали и другое применение монослоев. Для этого они подняли монослой между двумя зеркалами и снова стимулировали его лазером. Излучение возбуждало пластинку TMDC до уровня, при котором она начинала испускать фотоны сама. Они отражаются назад от пластинки к зеркалам, где они испустили атомы сами, чтобы создать новые фотоны.

«Мы назвали этот процесс сильным спариванием. Свет и материя гибридизируются, образуя новые квазичастицы в процессе: поляритоны», — сказал Шнайдер. Впервые удалось зафиксировать эти поляритоны при комнатной температуре в атомных монослоях.

Из этого вытекает интересные приложения. Клонированные фотоны имеют сходные со светом лазера свойства. Но их создают совершенно иначе: в идеале новые частицы света создаются сами собой после начального возбуждения без требуемой дополнительной подпитки энергией. Напротив, в лазере светопроизводящие материалы должны быть накачаны энергией извне постоянно. Это делает новый источник света энергетически эффективным. Более того это прекрасно подходит для изучения некоторых квантовых эффектов.

** система квантовой коммуникации фотоны

** Назад

.sk_panel_header h2 a:hover, .sk_panel_header h2:hover, .sk_panel_header:hover{ text-decoration: none; color: #737373; } .sk_panel_header h2{ padding-bottom: 10px; } .sk_panel_header, .sk_panel_body, .sk_announce_list_item{ padding-top: 0 !important; padding-bottom: 0 !important; min-height: 30px !important; overflow: hidden; } .sk_panel_header{ border-bottom: 2px solid #737373 !important; } .sk_announce_list_item{ min-height: 60px; } .sk_panel_header h2{ } .sk_panel_header{ font-size: 16px; } .sk_row{ padding-top: 6px !important; } .sk81261_a2{ text-decoration: none !important; display: block; } .announce_list_narrow{ padding-top: 10px; } .sk_info{ padding-left: 5px; } .announce-list-narrow .sk_announce_list_item:hover{ background: none !important; color: #222; } .announce-list-narrow .announce-list-item .info{ height: auto !important; }