科学家发现通过扭转六方氮化硼层控制量子光源的新方法

技术研究 QuantumWire 2026-06-24 14:26
本文内容全由AI翻译,仅供参考

2026年6月19日——悉尼科技大学的研究人员发现了一种通过扭转原子级薄的六方氮化硼层来控制微小量子光源的新方法。第一作者安格斯·盖尔博士表示,这项研究为科学家提供了一种控制微小量子光源的新机制,使这些光源离实际量子技术(如量子计算、安全通信和超灵敏传感)的应用更近了一步。

“你可以测量这些量子发射器并确认它们存在,但让它们在实际中工作却很难。这为我们提供了一种接近目标的杠杆——是朝着实现量子技术迈出的一步,”盖尔博士说。

在实验中,盖尔及其同事能够显著改变发射光的颜色和波长,变化幅度十分可观。与许多实验中器件只在一个扭转角度下制造并保持不动不同,他们能够反复拾起、扭转并重新堆叠材料,这是一个不寻常的发现。

“我们利用了这种材料——六方氮化硼(hBN)——是分层的特点。我们可以拾起它、堆叠它、扭转它,并利用这种扭转来修改发射器。对于钻石或碳化硅等传统材料,你很难做到这一点。”

“好处在于,我们利用这种可扭转的平台,实现了发射光的显著位移,”盖尔说。“通常,当你控制这些系统时,可操控的程度非常有限,但在这个案例中,位移幅度远超预期。”

“我们并没有试图让hBN缺陷表现得像传统固态基底那样,而是利用了hBN自身的优势:其薄层、可扭转的结构。”

盖尔将这种材料描述为类似于薄片奶酪,而非整块奶酪。

“对于一整块奶酪,你很难尝到中间的味道。但对于薄片,你可以剥开层、再重新组合,并改变它们之间的相互作用方式,”他说。

指导作者伊戈尔·阿哈罗诺维奇教授解释道,扭转层状材料之所以令人兴奋,是因为它能够解锁新的物理现象。

“你可以取两个单独时作用不大的层,以特定角度把它们叠在一起,突然间你就得到了一个完全不同的系统,”阿哈罗诺维奇教授说。

“这些材料最终可应用于量子计算通信和量子传感,这有助于医疗保健、网络安全和改进GPS等应用;同时让我们对实现这些目标所需的构建块有了更多控制。”