Điều chỉnh nguyên tử biến silic thành nguồn sáng lượng tử hiệu suất cao

Bài báo đưa tin về một bước tiến quan trọng trong quang tử học lượng tử đạt được nhờ một sự thay đổi tinh tế ở nguyên tử trong silicon. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng việc thay thế đồng vị hydro phổ biến (protium) bằng đồng vị nặng hơn của nó (deuterium) trong một khuyết tật cụ thể của silicon gọi là trung tâm T đã cải thiện đáng kể hiệu suất của silicon như một nguồn phát photon đơn. Trung tâm T, một khuyết tật bao gồm hai nguyên tử cacbon và một nguyên tử hydro được nhúng trong silicon, phát ra photon ở bước sóng viễn thông tương thích với hạ tầng cáp quang hiện có, làm cho nó trở nên rất triển vọng cho các mạng lượng tử và tính toán lượng tử quang tử. Tuy nhiên, trung tâm T trước đây gặp phải vấn đề mất năng lượng qua quá trình suy biến phi bức xạ — năng lượng bị tiêu tán dưới dạng dao động thay vì phát ra ánh sáng — điều này đã hạn chế hiệu suất của nó. Để nghiên cứu vấn đề này, nhóm đã sử dụng các tinh thể silicon siêu tinh khiết và tạo ra các trung tâm T với các thành phần đồng vị khác nhau, bao gồm protium, deuterium và các biến thể cacbon-13. Việc làm lạnh các mẫu đến gần nhiệt độ tuyệt đối bằng không cho phép đo chính xác các chế độ dao động và đặc tính phát photon. Họ nhận thấy rằng việc thay thế hydro bằng deuterium...