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西班牙纳米金刚石的光学开关技术研究取得进展

日期:2014-10-25

 近日,西班牙光子科学研究所(ICFO)在NaturePhysics杂志上发表研究,称室温下纳米金刚石可以作为独立的超快光开关发射器。
       电子晶体管是现代电子技术中一个重要的电子零部件,它极大地改善了现有技术下信息处理的速度。所谓电子晶体管,就是用于转换和放大电子信号等功能的半导体器件。而如今,光学晶体管已经替代了传统的电子技术,成为了光信号处理的技术核心。一方面是因为光子拥有更快的动态属性,另一方面也是因为光子与周围环境的弱相互作用;这使得高集成技术和量子操作成为可能。
       之前的研究发现单个染料分子也可以充当光学晶体管,但是染料分子只有在超低温条件下才能发挥作用。超低温的条件就大大限制了量子计算的应用。
       而ICFO最新的研究则发现,纳米金刚石在室温下可以有效地充当可控型光开关。含有一个氮杂质的纳米金刚石就像一个人造原子,由于封装效应(encapsulation),在室温下它要比真正的原子更稳定。ICFO的科学家发现了一种新颖的物理机制,用来控制纳米金刚石跟光的反应。绿色激光激活金刚石,使其处于开的状态,而适宜的红外照明又使其有效快速的处于关的状态;鉴于这个基本概念,研究者在超高速条件下调制光学纳米金刚石的开关状态,验证其稳定性和可行性,以用于高速量子计算和高速信息处理技术。