量子飛躍：電気的に調整可能なペロブスカイトエミッターが量子技術に革命をもたらす

シンガポール工科デザイン大学（SUTD）の研究者たちは、ドン・ザオガン准教授の指導の下、量子技術において重要なブレークスルーを達成しました。2023年10月、彼らは電気的に調整可能なペロブスカイト量子エミッターをナノ構造材料と統合することに成功し、周囲条件下で量子光の色と放射波長を制御する新しい方法を提供しました。

Advanced Materialsに掲載されたこの研究では、ペロブスカイト量子ドット（QD）とアンチモンテルル（Sb₂Te₃）ナノ構造を組み合わせたハイブリッドシステムについて詳しく説明しています。この組み合わせにより、光放射エネルギーのシフトが570 meVを超え、これまでの取り組みを上回りました。相変化材料であるSb₂Te₃は、その独自の光学的および電子的特性により、光の相互作用の動的な制御を可能にします。

表面増強ランダウ減衰の現象がこの能力を推進しています。結晶性のSb₂Te₃ナノディスクを照射すると、ホットエレクトロンが生成され、近くのペロブスカイトQDの放射特性が変化します。これにより、放射波長の広範な変化が可能になります。適度なDC電圧を印加すると、量子放射の動的な制御が可能になり、放射強度が増幅され、放射エネルギーが変調されます。

これらの発見は、集積フォトニック回路や安全な量子通信における潜在的な応用により、ナノスケールで光を操作する可能性を開きます。Sb₂Te₃の相変化挙動は、システムの汎用性を高め、熱的または光学的手段による光放射の可逆的な制御を可能にします。研究者たちは、単一光子エミッターに焦点を当てたシステムを改良し、日中でも安全な量子通信のための再構成可能なデバイスを作成することを目指しています。この研究は、適応可能なフォトニックデバイスへの道を開き、量子通信システムと集積量子フォトニック回路を潜在的に変革します。