Elektrisk styrt «nanokorral» fanger lysbærende partikler

Når forskerne legger på styrespenning, endres landskapet som trionene beveger seg i. Partiklene kan dermed gå fra å være relativt frie til å bli sterkt innestengt. I den innestengte tilstanden får de diskrete energinivåer, noe som kommer til syne som tydelige energilinjer i lyset som sendes ut .

Et uventet funn

Forskerne hadde i utgangspunktet laget strukturen for å undersøke et annet fenomen. Da de studerte enheten, la de merke til «uvanlig sterkt og diskret lys fra et svært lite område». Det avvikende signalet fikk dem til å undersøke hva som egentlig foregikk .

Tegn på ekte kvanteinnestenging

For å finne ut om lyset skyldtes reell kvanteinnestenging, brukte teamet optiske målinger ved lave temperaturer. Blant annet undersøkte de fotoluminescens – lys som materialet selv sender ut – og reflektans.

Målingene viste diskrete eksitontilstander som kunne følges mens den elektriske spenningen ble endret . Veloppløste energinivåer som flytter seg på en kontrollert måte med spenningen, er et kjennetegn på kvantisert bevegelse og ikke bare tilfeldig lokalisering i materialet.

Kan bli en byggestein for kvantelys

Det neste målet er å kontrollere geometrien til nanokorralene mer presist og drive systemet mot et klart definert to-nivå-regime . Et slikt regime er viktig fordi det kan gjøre det mulig å lage mer kontrollerte enkeltfotonkilder og gjennomføre eksperimenter med fotonkorrelasjoner.

På lengre sikt kan teknologien bidra til systemer der kvanteinformasjon lagres i materie og overføres ved hjelp av lys. Dersom fellen kan gjenskapes i større matriser, kan elektrisk justerbare eksitonfeller etter hvert få betydning for kvantekommunikasjon, fotoniske prosessorer og nettverk som kobler faste kvantetilstander sammen med enkeltfotoner .