Профессор Ричард Уорбертон и команды профессора Арговии Мартино Поджо в Отделе Физики и швейцарском Институте Нанонауки в Базельском университете работали с коллегами из Гренобля Университет Альп и Альтернативная энергия и Комиссия по атомной энергии (CEA) в Гренобле, чтобы соединить микроскопический механический резонатор с наноразмерной квантовой точкой. Они использовали нанопроводы, сделанные из арсенида галлия, которые приблизительно 10 микрометров длиной и имеют диаметр нескольких микрометров наверху. Провода сужаются резко вниз и поэтому похожи на крошечные трубы, устроенные на основании. Около основы, которая только приблизительно 200 миллимикронов шириной, ученые поместили единственную квантовую точку, которая может испустить отдельные световые частицы (фотоны).
Возбуждения приводят к напряжениямЕсли нанопровод колеблется назад и вперед из-за теплового или электрического возбуждения, относительно большая масса в широком конце нанотрубы производит большие напряжения в проводе, которые затрагивают квантовую точку в основе. Квантовые точки сжаты вместе и разделены; в результате длина волны и таким образом цвет фотонов, испускаемых квантом, усеивают изменение. Хотя изменения не особенно большие, чувствительные микроскопы с очень стабильными лазерами – определенно развитый в Базеле для таких измерений – способны к точному обнаружению изменений длины волны.
Исследователи могут использовать перемещенные длины волны, чтобы обнаружить движение провода с чувствительностью только 100 femtometers. Они ожидают, что возбуждением квантовая точка с лазером, колебание нанопровода может быть увеличено или уменьшено, как желаемый.Потенциальное использование в датчике и информационных технологиях«Мы особенно очарованы тем, что связь между объектами таких различных размеров возможна», говорит Уорбертон.
Есть также различное возможное применение для этого взаимного сцепления. «Например, мы можем использовать эти двойные нанопроводы в качестве чувствительных датчиков, чтобы проанализировать электрические или магнитные поля», объясняет Поджо, который исследует возможные заявления с его командой. «Может также быть возможно поместить несколько квантовых точек в нанопровод, использовать движение соединить их и тем самым передать информацию о кванте», добавляет Уорбертон, группа которого сосредотачивается на разнообразном использовании квантовых точек в фотонике.Искусственные атомы со специальными свойствамиКвантовые точки – нанокристаллы и также известны как искусственные атомы, потому что они ведут себя так же к атомам.
С типичной степенью 10 – 100 миллимикронов они значительно больше, чем фактические атомы. Их размер и форма, а также количество электронов, могут измениться.
Свобода передвижения электронов в квантовых точках значительно ограничена; получающиеся квантовые эффекты дают им совершенно особые оптические, магнитные и электрические свойства. Например, квантовые точки в состоянии испустить отдельные световые частицы (фотоны) после возбуждения, которое может тогда быть обнаружено, используя сделанный на заказ лазерный микроскоп.