一支研究团队创建了一种新颖的量子发射体控制模型，可以在单一的光流中生成和编码量子纳米结构信息。
来自美国海军研究实验室 (NRL) 的多学科团队创建了一种新颖的量子发射体控制范式，以及一种在单光子光流中捕获和存储量子光子信息的新方法。
量子光学预计将提供传统光无法获取的功能，并在量子数据处理和计算以及计量学方面带来重要进展。
量子发射体 (QE) 的候选者必须满足多个要求，包括90%至100% 的高单光子纯度评分，以及控制或调制这种发射的机制。第二个光束流用于编码信息，可以根据单个光子源控制这些不同发射体生成的光的特性的能力而改变。这在量子加密和安全通信中有应用。此功能最近出现在ACS Nano上。
量子光学是一个科学和系统的分支，利用经典放大技术用于量子效应至关重要的特定应用。它涉及在可被外部控制的环境中生成、控制和探测光。量子发射体，也称为单粒子发射器，是这一系统的重要组成部分。
NRL 首席教授和主要分析师 Berend Jonker 博士表示：“量子光电电路可以由两种不同种类的材料制成，包括单层钨共价化合物和金属二硒化物。”它们可以与其他材料和物质轻松组合，并且QE 与区域的接近性使得在限制物理效应发射的同时捕获光变得更加容易。
通过将单层二硫化钨 (WS2) 与铁电材料结合，NRL 团队创建了一种非易失性和可逆的过程，以控制单光子发射的纯度。通过使用偏置能量调整铁电碎片，他们在 WS2 中创建了一个发射器，并在半经典光和高纯度经典光之间切换发射。在铁电材料视频中的“上域”上，单层 WS2 中的局部发射体产生美丽的经典光，而在“下域”上则产生半经典光。
通过结合二维 WS2 硅单层的热和惰性铁电组分，Jonker 说：“这种异质结构引入了一种新的经典发射器控制模型。”
研究的样本是最近物理转移到高度充电金表面上的 WS2 单层薄膜，然后被化学气相沉积并转移到一个260 纳米的有机铁电聚合物的图像上。研究人员使用 NRL 的纳米压痕技术，利用原子力显微镜 (AFM) 确定性地创建和放置 WS2 中的量子发射体。
“在 WS2 和铁电图像之间实现个人接触是至关重要的，并且需要极其光滑的铁电视频表面，”与 Jonker 一起担任美国工程教育学会 (ASEE) 博士后研究员的 Sungioon Lee 博士说。“因此，采用了涂覆和翻转法。”
NRL 材料科学与技术部门的研究科学家 Ben Chuang 博士表示：“自然铁电聚合物作为塑料聚合物。”
WS2 在 AFM 思想移除时符合纳米压痕的坡度，附近的应变场导致 WS2 的分子层缺陷状态发射单粒子。
然后，通过将偏置电压施加到顶部电接触，将铁电聚合物的极化转换为 WS2，以移动石墨到部分覆盖的表面。
根据海军科学与技术 (S&T) 战略，量子科学和量子科学技术是未来海军努力保持和提升其战斗力优势的基础组成部分。量子科学将启用突破性技术，如更快的计算速度、强大的加密和新型传感器。国防部副部长办公室 (研究与工程) 和国家防御 S&T 战略 2023 都将先进材料和量子科学列为关键技术领域。
NRL 研究团队由 Sungjoon Lee 博士、Hsun-jen Chuang 博士、Kathy McCreary 博士、Dante O’Hara 博士、Berend Jonker 博士和 Andrew Yeats 博士组成，他们都是 NRL 材料 S&T 部门的研究人员。
