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可調(diào)諧量子光源 綜合納米技術中心的科學家們及其同事們在化學上對碳原子的微小管子進行了修飾。這些經(jīng)過修飾的碳原子的管是第一種在室溫和通信波長下發(fā)射單光子的材料。目前尚沒有其他材料系統(tǒng)能夠同時滿足這兩個關鍵操作條件（Nature Photonics, “Tunable room-temperature single-photon emission at telecom wavelengths from sp3 defects in carbon nanotubes”）。  該示意圖顯示了當被綠光激發(fā)時從化學修飾的碳納米管發(fā)射單個光子（紅色）。（圖片來源：Xiaowei He，綜合納米技術中心，洛斯阿拉莫斯） 這些功能的重要組合使得利用量子世界的設備與現(xiàn)有光網(wǎng)絡集成成為一種非常接近現(xiàn)實的可能。也就是說，允許超安全數(shù)據(jù)加密的碳納米管可以用于當今的通信網(wǎng)絡。碳納米管也可以集成到更靈敏的傳感器和未來的量子計算機的設備中。 將基于光纖的量子信息技術集成到現(xiàn)有光網(wǎng)絡中的能力將成為量子通信中應用的重要一步。為了實現(xiàn)這一點，量子光源必須能夠在通信波長和室溫下發(fā)射單光子。 盡管進行了二十年的研究工作，但迄今為止，這些功能的組合仍是難以捉摸的。一些系統(tǒng)（例如，自組裝量子點）以通信波長發(fā)射但需要低溫冷卻。其他系統(tǒng)（例如鉆石氮空位中心）在室溫下工作，但只能在可見光譜范圍內(nèi)發(fā)射單光子。 納米技術綜合中心的科學家們及其合作伙伴已經(jīng)制造出具有這兩個關鍵特征的功能化的碳納米管。碳納米管先前已被確定為有前景的量子光源；然而，它們產(chǎn)生的不穩(wěn)定的光子發(fā)射仍是有問題的。 綜合納米技術中心的科學家發(fā)現(xiàn)的答案是通過芳基重氮化反應對納米管進行化學修飾。這導致了納米管的缺陷，這些缺陷允許在室溫和通信波長下可控的發(fā)射單光子。該團隊還表明，發(fā)射波長是可調(diào)的。正如可以調(diào)節(jié)小提琴弦的張力和長度以實現(xiàn)不同的頻率一樣，功能化的碳納米管的直徑可以變化以產(chǎn)生不同的發(fā)射波長。 這些結果不僅對基礎科學具有重要意義，包括功能化學和量子計量學，但也為量子技術的激動人心的發(fā)展打開了大門。 原文鏈接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49468.php（實驗幫譯） |
