Los científicos del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. Descubrieron una nueva plataforma para tecnologías cuánticas al suspender cristales bidimensionales (2-D) sobre los poros de una losa de oro. Este nuevo enfoque puede ayudar a desarrollar nuevos materiales para comunicaciones seguras y tecnologías de detección basadas en las leyes únicas de la física a nivel atómico.

“Nunca esperábamos que estos materiales atómicamente delgados pudieran influir en el orden de todos los átomos en una losa de oro tan relativamente grande, "dijo Jeremy Robinson, científico investigador de materiales en NRL. "Cuando se calienta, el metal se refluye para formar una estructura porosa y los átomos de oro se bloquean en registro con los átomos en la capa 2-D en la parte superior ".

El equipo de investigación esperaba observar deshumectación, un proceso que resulta de la interacción entre superficies de dos sólidos. En lugar de que se formen gotas en la base de vidrio debajo del oro, El calentamiento provocó una reorientación de la losa metálica subyacente. El oro se volvió poroso en todo momento y este cambio físico llevó a los investigadores a probar otros efectos secundarios de la fusión.

"También descubrimos que esta combinación puede crear una gran cantidad de fuentes de luz cuántica en un, algo así como, red preparada, "dijo Andrew Yeats, físico investigador en NRL. "La alineación entre las capas atómicas puede facilitar la transferencia de energía entre los emisores a través del marco de oro que los conecta".

Los investigadores verificaron que la luz que emana de los semiconductores 2-D sale como partículas de luz únicas, o fotones. Estos emisores pueden transferir energía entre sí a través de la capa de oro.

"Iluminamos una parte de la muestra y miramos la luz que se apaga en otra parte, ", Dijo Robinson." Esto nos enseña cómo la energía se puede acoplar a la capa de oro en un punto, propagado a un sitio emisor cuántico diferente lejano y reemitido como luz que pudimos ver ".

La capacidad de controlar de forma remota la conducción de energía a un emisor de fotón único lo convierte en un sistema atractivo para la tecnología cuántica.

"A medida que mejoramos en el control de cómo el semiconductor 2-D interactúa con los poros de la película metálica, es fácil imaginar diferentes tecnologías que podrían utilizar estas propiedades ". Robinson dijo." Los sensores son un buen primer objetivo, que puede aprovechar las membranas atómicamente delgadas estiradas a través de la estructura de metal poroso ".

Si bien los investigadores realizaron este trabajo utilizando una placa de oro debajo de la delgada capa semiconductora, otros metales pueden responder de la misma forma que el oro. El equipo de NRL continúa investigando cómo varias combinaciones de materiales y estructuras pueden crear fuentes de fotones únicos con propiedades únicas. un componente clave de las comunicaciones seguras.