Letztes Update am Do, 08.11.2018 11:36

APAOnlineticker / Tiroler Tageszeitung Onlineausgabe


Forscher erzeugten neuartige Quantenlichtquelle



Zürich (APA/sda) - Forschern ist es gelungen, mithilfe von geordneten Nanokristall-Strukturen ein Phänomen namens Superfluoreszenz künstlich zu erzeugen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in der Quanten-basierten Informatik, Sensorik und verschlüsselten Kommunikation.

Die Summe ist mehr als ihre Teile. Das gilt auch bei einem Phänomen namens Superfluoreszenz, bei dem sich mehrere Lichtemitter synchronisieren und gemeinsam intensiv strahlen, wenn sie durch einen Laser angeregt werden. Forscher der Empa, der ETH Zürich und von IBM Research können Superfluoreszenz nun „On Demand“ mithilfe von geordneten Nanokristall-Strukturen kontrollieren, wie Empa am Donnerstag mitteilte.

Die Forschenden unter der Leitung von Maksym Kovalenko nutzten dafür sogenannte Quantenpunkte aus Bleihalogenid-Perowskiten, die sie zu einem dreidimensionalen Übergitter anordneten. Ein solches Gitter besteht aus dünnen Schichten, die sich periodisch wiederholen. Diese geordnete Struktur bildet wiederum die Basis für verschränkte Multi-Photonenzustände, also Zustände, in denen mehrere Photonen gekoppelt sind und Zustandsänderungen von allen gekoppelten Photonen gemeinsam vollzogen werden.

Optische Experimente bei rund minus 267 Grad Celsius lieferten dann den Nachweis, dass sich mithilfe dieses Übergitters aus Perowskit-Quantenpunkten Superfluoreszenz erzeugen lässt: Die Photonen emittierten tatsächlich simultan, schrieb die Empa. „Das war unser Heureka-Moment, als wir erkannten, dass es sich um eine neuartige Quantenlichtquelle handelt“, sagte Gabriele Raino von der ETH Zürich und der Empa.

Superfluoreszenz und das entsprechende Quantenlicht künstlich zu erzeugen eröffnet neue Möglichkeiten für Quanteninformatik, Quantensensorik und quantenverschlüsselte Kommunikation. Auf Quantentechnologie ruhen große Hoffnungen: China und die USA investieren massiv in diesem Bereich und die EU hat kürzlich ein neues Flaggschiffprogramm für Quantenforschung gestartet, an dem auch die Schweiz beteiligt ist. Daraus hervorgehen könnten Sensoren und Rechner, die weit mehr können als die heutige Technik, sowie abhörsichere Verschlüsselungstechniken.




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