Pesquisadores de Los Alamos e parceiros na França e na Alemanha estão explorando o potencial aprimorado dos nanotubos de carbono como emissores de fóton único para o processamento de informações quânticas. Sua análise do progresso no campo foi publicada na edição desta semana da revista. Materiais da Natureza .

"Estamos particularmente interessados ​​em avanços na integração de nanotubos em cavidades fotônicas para manipular e otimizar propriedades de emissão de luz, "disse Stephen Doorn, um dos autores, e um cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos, site do Centro de Nanotecnologias Integradas (CINT). "Além disso, nanotubos integrados em dispositivos eletroluminescentes podem fornecer maior controle sobre o tempo de emissão de luz e podem ser integrados de forma viável em estruturas fotônicas. Estamos destacando o desenvolvimento e a sondagem fotofísica dos estados de defeito do nanotubo de carbono como rotas para emissores de fóton único à temperatura ambiente em comprimentos de onda de telecomunicações. "

A visão geral da equipe foi produzida em colaboração com colegas em Paris (Christophe Voisin) que estão avançando na integração de nanotubos em cavidades fotônicas para modificar suas taxas de emissão, e em Karlsruhe (Ralph Krupke), onde estão integrando dispositivos eletroluminescentes baseados em nanotubos com estruturas de guia de ondas fotônicas. O foco de Los Alamos é a análise de defeitos de nanotubos para empurrar a emissão quântica para a temperatura ambiente e comprimentos de onda de telecomunicações, ele disse.

Como o jornal observa, "Com o advento das redes de informação de alta velocidade, a luz tornou-se o principal portador de informações em todo o mundo. . . . Fontes de fóton único são um bloco de construção chave para uma variedade de tecnologias, em metrologia de comunicações quânticas seguras ou esquemas de computação quântica. "

O uso de nanotubos de carbono de parede única nesta área tem sido o foco da equipe do Los Alamos CINT, onde desenvolveram a capacidade de modificar quimicamente a estrutura do nanotubo para criar defeitos deliberados, localizando excitons e controlando sua liberação. Próximos passos, Notas Doorn, envolvem a integração dos nanotubos em ressonadores fotônicos, para fornecer brilho de fonte aumentado e para gerar fótons indistinguíveis. "Precisamos criar fótons únicos que sejam indistinguíveis uns dos outros, e que depende de nossa capacidade de funcionalizar tubos que são adequados para integração de dispositivos e para minimizar as interações ambientais com os locais com defeito, " ele disse.

“Além de definir o estado da arte, Queríamos destacar onde estão os desafios para o progresso futuro e definir algumas das que podem ser as direções mais promissoras para avançar nesta área. Em última análise, esperamos atrair mais pesquisadores para este campo, "Doorn disse.