Учёные ЮФУ разработали способ, открывающий новые горизонты для квантовых коммуникаций

Работа была направлена на получение низкоплотных квантовых точек, которые являются ключевыми элементами квантовых коммуникаций и вычислений с использованием фотонов. Для создания эффективных источников одиночных и запутанных фотонов требуется строго ограниченное количество квантовых точек в активной области устройства. Новая методика позволяет управлять параметрами квантовых точек, что ранее считалось технически сложной задачей.

Как отметил ведущий научный сотрудник дивизиона «Электроника» Передовой инженерной школы ЮФУ Максим Солодовник, ключевым элементом разработки стал новый подход к удалению оксидной плёнки на поверхности GaAs. Управляя температурой подложки, давлением паров мышьяка и толщиной оксидной плёнки, исследователи смогли создавать структурированные поверхности с заданными параметрами углублений. Эти углубления обеспечивают оптимальные условия для формирования квантовых точек с увеличенной длиной волны излучения.

«Первые эксперименты показали, что мы можем получать точки, испускающие свет на длине волны до 1080 нм при температуре жидкого гелия, в то время как альтернативные методики обеспечивают длину волны на уровне 950 нм. Мы считаем, что оптимизация предложенного подхода, а также использование имеющихся в эпитаксиальной технологии инструментов, позволят в дальнейшем сдвинуть диапазон излучения таких квантовых точек, как минимум, в О-диапазон»,

— подчеркнул Максим Солодовник.

Полученные квантовые точки смогут работать в телекоммуникационных диапазонах О (~1,3 мкм) и С (~1,5 мкм), совместимых с оптоволоконными технологиями и фотонными интегральными схемами. Это открывает широкие перспективы для применения разработок в квантовых сетях и вычислениях.

Работа, опубликованная в журнале «Applied Surface Science», поддержана национальным проектом «Наука и университеты» и федеральным проектом «Передовые инженерные школы». Разработка ориентирована на запросы высокотехнологичных предприятий, включая ГК «Ростех» и ГК «Росатом», и является важным шагом в развитии фотоники — приоритетного направления ЮФУ до 2036 года.

Новая методика обещает стать основой для фундаментальных и прикладных исследований, способных вывести Россию в лидеры в области квантовых технологий.

Фото: ПИШ ЮФУ