Kuantum Sıçraması: Elektriksel Olarak Ayarlanabilir Perovskit Yayıcılar Kuantum Teknolojisini Devrimleştiriyor

Singapur Teknoloji ve Tasarım Üniversitesi'ndeki (SUTD) araştırmacılar, Doçent Doktor Dong Zhaogang liderliğinde, kuantum teknolojisinde önemli bir atılım gerçekleştirdi. Ekim 2023'te, elektriksel olarak ayarlanabilir perovskit kuantum yayıcılarını nanoyapılı malzemelerle başarıyla entegre ederek, ortam koşullarında kuantum ışığının renklerini ve emisyon dalga boylarını kontrol etmenin yeni bir yolunu sundular.

Advanced Materials'da yayınlanan çalışma, perovskit kuantum noktalarını (QD'ler) antimon tellür (Sb₂Te₃) nanoyapılarıyla birleştiren hibrit bir sistemi detaylandırıyor. Bu kombinasyon, önceki çabaları aşarak 570 meV'nin üzerinde bir ışık emisyonu enerji kaymasına neden oldu. Bir faz değişim malzemesi olan Sb₂Te₃, benzersiz optik ve elektronik özellikleri sayesinde ışık etkileşimlerinin dinamik kontrolünü sağlar.

Yüzeyde güçlendirilmiş Landau sönümleme fenomeni bu kapasiteyi yönlendirir. Kristal Sb₂Te₃ nanodiskleri aydınlatıldığında, sıcak elektronlar oluşturulur ve yakındaki perovskit QD'lerin emisyon özelliklerini değiştirir. Bu, emisyon dalga boyunda geniş bir değişikliğe izin verir. Mütevazı bir DC voltajı uygulamak, emisyon yoğunluğunu artırarak ve emisyon enerjisini modüle ederek kuantum emisyonları üzerinde dinamik kontrol sağlar.

Bu bulgular, entegre fotonik devrelerde ve güvenli kuantum iletişiminde potansiyel uygulamalarla, ışığı nano ölçekte manipüle etme olanakları sunuyor. Sb₂Te₃'ün faz değişim davranışı, sistemin çok yönlülüğünü artırarak, termal veya optik yollarla ışık emisyonu üzerinde tersine çevrilebilir kontrol sağlıyor. Araştırmacılar, tek foton yayıcılarına odaklanan sistemleri iyileştirmeyi, gün ışığında bile güvenli kuantum iletişimi için yeniden yapılandırılabilir cihazlar oluşturmayı hedefliyor. Bu araştırma, uyarlanabilir fotonik cihazların önünü açıyor ve potansiyel olarak kuantum iletişim sistemlerini ve entegre kuantum fotonik devrelerini dönüştürüyor.