Miniaturyzacja i integracja to strategie szeroko stosowane w optycznych systemach kwantowych. Służy to podbijaniu ich rynkowego formatu i i stabilności, zapewniając w ten sposób ścieżkę do skalowalnych i praktycznych rozwiązań dla optycznych obliczeń kwantowych i komunikacji. W ramach tego projektu, naukowcy stworzyli kryształ van der Waalsa (z NbOCl2) charakteryzujący się jednowarstwowym zachowaniem ekscytonowym w postaci objętościowej. Co wskazuje na zweryfikowane słabe międzywarstwowe sprzężenie elektronowe. Z obliczeń teoretycznych można było wysnuć, że ww. wynika z silnego wiązania jonowego Nb-Cl w krysztale.
Generowanie drugiej harmonicznej (SHG) to nieliniowy proces optyczny najniższego rzędu. Nieliniowa podatność optyczna drugiego rzędu w nim odpowiada za wydzielanie światła o częstotliwości drugiej harmonicznej promieniowania wzbudzającego. Pomimo wysokiej nieodporności na nieliniowość, konwencjonalne materiały 2D (np. WS2) wykazują malejącą odpowiedź SHG wraz ze wzrostem liczby warstw. Podczas gdy skalowalna intensywność SHG w NbOCl2 jest do trzech rzędów wielkości wyższa niż w monowarstwie WS2. Warto zauważyć, że ten nowy kryształ ma grubość zaledwie 46 nm. Jego znamienna nieliniowość umożliwia nieliniowy proces drugiego rzędu SPDC, w którym foton z silnego lasera pompującego jest przekształcany w ich parę. Oznacza to, że wykrycie jednego z nich zwiastuje obecność tego drugiego. Czyni to kryształ NbOCl2 zarówno najcieńszym, jak i pierwszym dwuwymiarowym źródłem SPDC, jakie kiedykolwiek zgłoszono. Odkrycie tego zjawiska nie tylko zapewnia możliwość tworzenia zintegrowanych kwantowych źródeł światła dla optycznej technologii informacyjnej, ale także otwiera nowy kierunek w badaniach nieliniowości optycznej w materiałach dwuwymiarowych.
Źródło: https://phys.org/news/2023-01-2d-quantum-source-layered-materials.html
Cool? Ranking DIY
