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CCNYチーム、シングルフォトンスイッチで前進

July, 14, 2021, NY--1個のフォトンで物理的なプロセスをON/OFFする機能は、量子フォトニック技術の基本的構成要素である。これをチップスケールアーキテクチャで実現することはスケーラビリティにとって重要であり、物理学者、Vinod MenonをリーダーとするCity College of New York(CCNY)の研究者によるブレイクスルーを拡大する。
 チームは、固体材料における「リュードベリ状態”Rydberg states”」(以前は、コールド原子ガス)を初めて実証した。これは、固体システムでは、前例のないレベルに非線形光相互作用を強化するものである。この成果は、チップスケールのスケーラブルシングルフォトンスイッチ実現への第1段階である。

固体状態では、電子励起(エキシトン)とフォトンとのハイブリッドから出たエキシトン-ポラリトン、半光半物質準粒子は、量子限界で非線形性を実現するための魅力的な候補である。「ここで、われわれは、原子厚半導体(2D材料)リュードベリエキシトン(励起されたエキシトン状態)でこれらの準粒子を実現する」と同大学科学学部物理学チェア、Menonは話している。「その大きなサイズのために励起されたエキシトン状態は,強化された相互作用を示し、したがって、シングルフォトン非線形性の量子ドメインへのアクセスに有望性がある。これは、原子システムにおけるリュードベリ状態で以前に実証された通りである」。

Menonによると、2D半導体におけるリュードベリエキシトン-ポラリトンの実証、その強化された非線形応答は、固体システムにおける強力なフォトン相互作用生成に向けた第一歩を示している。これは、量子フォトニック技術に必要な構成要素である。
(詳細は、https://www.ccny.cuny.edu)