Direkt zum Inhalt Direkt zur Navigation
Sie sind hier: Startseite Nachrichten IT/Computer Forscher ebnen Weg zu optischen Schaltkreisen

Forscher ebnen Weg zu optischen Schaltkreisen

Archivmeldung vom 02.08.2019

Bitte beachten Sie, dass die Meldung den Stand der Dinge zum Zeitpunkt ihrer Veröffentlichung am 02.08.2019 wiedergibt. Eventuelle in der Zwischenzeit veränderte Sachverhalte bleiben daher unberücksichtigt.

Freigeschaltet durch Thorsten Schmitt
Fehlstellen dienen als Nano-Lichtquellen.
Fehlstellen dienen als Nano-Lichtquellen.

Grafik: Christoph Hohmann, MCQST

Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben Lichtquellen in atomar dünnen Materialschichten auf wenige Nanometer genau platziert. Diese neue Methode ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen in den Quanten-Technologien, von Quanten-Sensoren, Transistoren in Smartphones bis zu neuen Verschlüsselungstechnologien für die Datenübertragung.

Molybdändisulfid als Basis

"Dies stellt einen ersten wichtigen Schritt in Richtung optischer Quanten-Computer dar. Denn für künftige Anwendungen müssen die Lichtquellen an photonische Schaltkreise, etwa an Wellenleiter, gekoppelt werden, um lichtbasierte Quantenberechnungen zu ermöglichen", so Julian Klein, Erstautor der Studie. Entscheidend dafür sei die exakte und präzise steuerbare Platzierung der Lichtquellen. In konventionellen 3D-Materialien wie Diamant oder Silizium gebe es zwar auch aktive Quanten-Lichtquellen, allerdings ließen sie sich dort nicht präzise platzieren.

Als Basismaterial haben die Physiker eine nur eine Atomlage dünne Schicht des Halbleiters Molybdändisulfid (MoS2) verwendet. Diese bestrahlten sie mit einem Helium-Ionenstrahl, den sie auf einer Fläche von weniger als einem Nanometer fokussierten. Um optisch aktive Defekte, die gewünschten Quanten-Lichtquellen, zu erzeugen, werden aus der Schicht Molybdän- oder Schwefel-Atome gezielt herausgelöst. Die Fehlstellen sind Fallen für sogenannte Exzitonen, Elektronen-Loch-Paare, die dann die gewünschten Photonen emittieren.

Theroriemodell zu Fehlstellen

Das Team hat gemeinsam mit Theoretikern der TUM, der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Bremen http://uni-bremen.de ein Modell entwickelt, um die beobachteten Energiezustände der Fehlstellen auch theoretisch zu beschreiben. Künftig wollen die Forscher auch komplexere Lichtquellen-Muster erzeugen, etwa in lateralen zweidimensionalen Gitterstrukturen von Exzitonen, um so auch Vielteilchenphänomene oder exotische Materialeigenschaften zu untersuchen. Dies ist die experimentelle Eintrittspforte in eine bislang nur theoretisch beschriebene Welt im Rahmen des sogenannten Bose-Hubbard-Modells, das versucht, komplexe Vorgänge in Festkörpern zu erfassen.

Quelle: www.pressetext.com/Florian Fügemann

Videos
Symbolbild
"Coronavirus": Alles nur ein großer Fake?
"Mut der Film"
Weit mehr als ein mutiges Filmprojekt - "Mut der Film"
Termine
Newsletter
Wollen Sie unsere Nachrichten täglich kompakt und kostenlos per Mail? Dann tragen Sie sich hier ein:
Schreiben Sie bitte leiche in folgendes Feld um den Spam-Filter zu umgehen

Anzeige