Физики из Японии и ряда европейских стран превратили кристалл алмаза в светодиод, излучающий одиночные фотоны при комнатной температуре. Источник света из кристалла поддается миниатюризации.
Устройства, излучающие одиночные фотоны, являются основой квантовых компьютеров, они служат для передачи информации между отдельными компьютерными узлами. Большинство современных устройств работают на температурах, близких к абсолютному нулю, только при таких условиях они могут вырабатывать фотоны.
Группа физиков под руководством Норикадзу Мидзуоти из университета Осаки создала излучатель, работающий при комнатной температуре, на основе микрокристаллов алмазов с включениями в виде отдельных атомов азота. Излучатель, чья структура была вначале разработана теоретически, представляет собой слоистую структуру из нескольких алмазов. Нижний слой представляет собой полупроводник из алмаза с атомами бора и фосфора, средний слой – чистый алмаз, а верхний – алмаз со вставками атомов азота. К верхней и нижней половине алмазного диода ученые подключили многослойные электроды из пластинок золота, платины и титана, и источник питания. В тех местах, где находились атомы алмаза, началась, квантовая электролюминесценция - свечение атомов под действием электрического поля.
Устройство способно вырабатывать примерно 40 тысяч фотонов в секунду, и его можно использовать в лабораторных условиях, а в перспективе – и в промышленных масштабах, пишет журнал Nature Photonics.