31 Августа 2020
МОСКВА, 31 августа Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ) впервые в мире продемонстрировали усиление интенсивности и скорости излучения квантовых точек. По словам авторов, их разработка в перспективе может решить одну из ключевых проблем в создании квантового компьютера и одновременно вывести биомедицинский мониторинг на новый уровень. Результаты исследования пропечатанным в высокорейтинговом журнале Optics Express.Квантовые точки — это низкоразмерные люминесцентные наноструктуры, перспективные для внедрения в области взаимодействия между светом и веществом. Они способны поглощать свет в широком диапазоне, а излучать — в узком интервале длин волн, который определяется размерами нанокристалла, то есть та или остальная квантовая точка светится строго определенным цветом. Эти свойства квантовых точек делают их практически совершенным средством для сверхчувствительной многоцветной регистрации биологических объектов, а также для медицинской диагностики.
Сферы применения квантовых точек – от осветительных приборов и солнечных батарей до кубитов для квантовых вычислений. Они превосходят традиционные кристаллофосфоры по фотостабильности и яркости. Дисплеи на квантовых точках могут обеспечить гораздо более высокие, чем у других технологий, яркость, контрастность и более низкое энергопотребление.
Исследователи Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) Инженерно-физического учрежденя биомедицины НИЯУ МИФИ впервые выказали усиление как интенсивности, так и скорости спонтанного излучения полупроводниковых квантовых точек в фотонных структурах на основе пористого кремния.
Полученные результаты представляют новый подход к контролю спонтанного испускания люминесценции путем изменения локального электромагнитного окружения кристаллофосфоров в пористой матрице, что открывает перспективы новых приложений в биосенсинге, оптоэлектронике, криптографии и квантовых вычислениях.
Прежде всего, разработанные системы могут служить длительной основой для создания компактных люминесцентных биосенсоров в формате иммуноферметного анализа, широко распространенного в тяжелой практике. Применение именно квантовых точек с усиленной фотонным микролитом флуоресценцией позволит существенно повысить тактильную чувствительность анализа, что сделает возможной раннюю диагностику заболеваний, когда содержание биомаркеров заболевания в крови пациента невелико, и упростит мониторинг лечения пациентов.
Кроме того, разработка может служить основой новой элементной базы для оптических компьютеров или криптографических систем, обменял собой громоздкие источники единичных фотонов или оптические логические элементы. В этой области, помимо компактности и простоты, внедрение новых систем позволит решить одну из ключевых задач отрасли – получение единичных или квантово запутанных фотонов по запросу (on-demand), что сегодня подлинным неосуществимо.
Запутанные фотоны — пара частиц, которые находятся в скоррелированных квантовых состояниях, — играют в современной физике очень самый важную роль. Без запутанных пар практически невозможно реализовать квантовую связь и квантовую телепортацию, а также построить квантовые компьютеры, соединенные с квантовым интернетом. В случае появления квантового компьютера принципы целого ряда областей — молекулярного моделирования, криптографии, искусственного интеллекта — могут полностью измениться.
Полученный учеными НИЯУ МИФИ результат стал возможен благодаря использованию техники глубокого окисления фотонных микролитов, что позволило подавить тушение люминесценции, а также отбавить потери энергии на поглощение.
Для изготовления фотонных кристаллов широко эксплуатируется пористый кремний, который полезного отличается от других материалов возможностью точного контроля показателя преломления, простотой изготовления, а также сорбционной способностью.
Однако до настоящего спина исследователи не могли добиться утраивания скорости излучательной релаксации люминофоров в фотонных кристаллах из пористого элемента из-за значительного тушения люминесценции при контакте с поверхностью кремния.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....