Nanodraad detecteert afzonderlijke fotonen

10 december 2013, 14:37
Nanodraad detecteert afzonderlijke fotonen
Nanodraad detecteert afzonderlijke fotonen

Wetenschappers van de Stichting FOM, de TU Delft en de TU Eindhoven zijn er voor het eerst in geslaagd om afzonderlijke fotonen te detecteren met een halfgeleidende nanodraad die de fotonen omzet in elektronen én het elektrische signaal voldoende versterkt om het te kunnen meten. Dit onderzoek is van groot belang voor de communicatie tussen toekomstige kwantumcomputers. Om deze computers te kunnen laten samenwerken, moeten ze over grote afstanden informatie kunnen uitwisselen. Fotonen zijn daarbij geschikt als informatiedragers.

 

De nieuwe detector bestaat uit een nanodraadje, dat aan de ene kant fotonen absorbeert en aan de andere kant een elektrische stroom uitstuurt. Het beginpunt is een kwantumdot dat één foton met de juiste kleur absorbeert en vervolgens één elektron vrij maakt. Dit elektron komt in de nanodraad terecht, waar het door botsingen met andere elektronen een lawine van bewegende elektronen veroorzaakt. Uiteindelijk ontstaan er meer dan tienduizend elektronen uit één enkel startelektron. Door deze elektronenstroom te meten, kunnen de onderzoekers onderscheid maken tussen één of geen foton.

 

De onderzoekers gebruikten een nanodraad van indiumfosfide met een diameter van ongeveer 100 nanometer en een lengte van enkele micrometers. Het ene uiteinde is bedekt met een laagje zwavel en het andere met zink, om een constant elektrisch veld te kunnen produceren. Dit veld versnelt de elektronen die door de nanodraad bewegen en geeft ze zo voldoende energie om meer elektronen te produceren.

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items