Stellen Sie sich einen Lichtschalter vor, der nur wenige Atome gro\u00df ist und Photonen einzeln freisetzt. Diese Quantenschalter oder -sender sind wichtige Bausteine zuk\u00fcnftiger Technologien: Quantencomputer, sichere Kommunikationsnetze und hochempfindliche Sensoren.
Seit Jahren versuchen Wissenschaftler, diese Ph\u00e4nomene zu verstehen und zu kontrollieren. Neue Forschungsergebnisse amerikanischer Experten haben nun gezeigt, wie Einzelphotonenquellen in ultrad\u00fcnnen Materialien identifiziert und mit atomarer Pr\u00e4zision gezielt erzeugt werden k\u00f6nnen.
Die Emitter erzeugen einzelne Photonen auf Abruf. Diese F\u00e4higkeit ist unerl\u00e4sslich f\u00fcr die vollst\u00e4ndige Kontrolle von Licht und Information. Das Problem bestand bisher darin, dass die von ihnen verursachten atomaren Defekte extrem klein und schwer zu beobachten sind. Jianguo Wen vom Argonne National Laboratory erkl\u00e4rte: \u201eDas optische Verhalten von Quantenemittern wird durch ihre Atomstruktur bestimmt, die sich nur sehr schwer direkt beobachten l\u00e4sst.\u201c
Die Forscher konzentrierten sich auf hexagonales Bornitrid, ein nur wenige Atomlagen dickes Kristallgitter. Mithilfe des QuEEN-M-Instruments kombinierten sie atomare Bildgebung mit Kathodolumineszenzspektroskopie und konnten so die Lichtemission direkt mit spezifischen Defekten korrelieren.
Sie entdeckten au\u00dferdem, dass durch Verdrehen der Bornitridschicht in bestimmten Winkeln \u201everdrehte Grenzfl\u00e4chen\u201c entstehen, die das Signal um bis zu 120-fach verst\u00e4rken. Dadurch konnten die Emitter mit einer Pr\u00e4zision von unter 10 Nanometern lokalisiert werden. Eine Schl\u00fcsselentdeckung war der blaue Emitter, der sich als Kohlenstoffdimer, also zwei Kohlenstoffatome in einem Kristall, herausstellte.
Thomas Gage f\u00fcgte hinzu: \u201eIndem wir die Atomstruktur mit Licht verkn\u00fcpft haben, haben wir die T\u00fcr zur pr\u00e4zisen Entwicklung von Quantenemittern nach Bedarf ge\u00f6ffnet.\u201c
Dies stellt einen Wandel von der Entdeckung zur Entwicklung dar. Pr\u00e4zise positionierte Einzelphotonenquellen sind der Schl\u00fcssel zum Bau skalierbarer Quantenger\u00e4te, die Daten schneller verarbeiten, sicher \u00fcbertragen und Signale mit minimalen Verlusten verst\u00e4rken.
Trotz der Fortschritte erfordert das Verfahren hochspezialisierte Mikroskope, was die Massenproduktion einschr\u00e4nkt. Zuk\u00fcnftige Forschung wird sich auf eine bessere Skalierbarkeit und das Verst\u00e4ndnis des Einflusses unterschiedlicher Atomstrukturen auf Photonen konzentrieren.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Predstavljajte si stikalo za svetlobo, veliko le nekaj atomov, ki spro\u0161\u010da fotone enega za drugim. Ta kvantna stikala oziroma oddajniki so klju\u010dni gradniki prihodnjih tehnologij: kvantnih ra\u010dunalnikov, varnih komunikacijskih omre\u017eij in ob\u010dutljivih senzorjev. Dolga leta so znanstveniki posku\u0161ali razumeti in nadzorovati te pojave. Nova raziskava ameri\u0161kih strokovnjakov pa je pokazala, kako je mogo\u010de z atomsko […]<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[16],"tags":[182],"class_list":["post-6965","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-oprema","tag-hp-racunalniki"],"acf":{"subtitle":"Predstavljajte si stikalo, veliko le nekaj atomov, ki spro\u0161\u010da svetlobo po en foton naenkrat. Kvantni oddajniki so temelj prihodnjih tehnologij. Nova raziskava razkriva, kako jih je mogo\u010de oblikovati z atomsko natan\u010dnostjo.","heading":"","summary":"Predstavljajte si stikalo, veliko le nekaj atomov, ki spro\u0161\u010da svetlobo po en foton naenkrat. Kvantni oddajniki so temelj prihodnjih tehnologij. Nova raziskava razkriva, kako jih je mogo\u010de oblikovati z atomsko natan\u010dnostjo.","thumbnail_small":"https:\/\/racunalniske-novice.com\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/physics-9269924_1280-1-560x315.jpg","thumbnail_large":"https:\/\/racunalniske-novice.com\/wp-content\/uploads\/2025\/12\/physics-9269924_1280-1-1024x682.jpg","thumbnail_caption":"","gallery":"","video_gallery":null,"author":"","links":[{"title":"NYT","url":""}],"sources":null,"skip_language":[]},"yoast_head":"\n