Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Sydney demonstraram uma nova maneira de controlar pequenas fontes de luz quântica, torcendo camadas atomicamente finas de nitreto de boro hexagonal.
O avanço fornece aos cientistas um novo método de ajuste de emissores quânticos, que são fontes de luz microscópicas que podem desempenhar um papel importante em tecnologias futuras, como computação quântica, comunicações seguras e sensores ultrassensíveis.
O autor principal, Dr. Angus Gale, disse que o trabalho oferece aos pesquisadores uma nova ferramenta valiosa para tornar esses sistemas quânticos mais práticos.
“Você pode medir esses emissores quânticos e ver que eles existem, mas é difícil fazê-los funcionar na prática. Isso nos dá uma vantagem para nos aproximarmos disso – um passo em direção à realização da tecnologia quântica”, disse o Dr. Gale.
Torcer as camadas altera a luz quântica
Durante os experimentos, Gale e sua equipe descobriram que torcer o material pode alterar significativamente a cor e o comprimento de onda da luz emitida pelos emissores quânticos. A escala da mudança merece atenção especial.
A maioria dos estudos cria o dispositivo em um determinado ângulo de rotação e o deixa inalterado. Em vez disso, os pesquisadores conseguiram levantar, girar e dobrar repetidamente o material, permitindo-lhes alterar constantemente suas propriedades.
“Aproveitamos o fato de que esse material, o nitreto de boro hexagonal (hBN), está em camadas. Podemos pegá-lo, dobrá-lo, torcê-lo e usar essa torção para modificar os emissores. Você não pode fazer isso com materiais tradicionais como diamante ou carboneto de silício.”
“A vantagem é que usamos esta plataforma rotativa para alterar significativamente as emissões”, disse Gale. “Muitas vezes, quando estes sistemas são executados, a quantidade de manipulação é muito limitada, mas neste caso a mudança foi muito maior do que o esperado.
“Em vez de tentar fazer com que os defeitos do hBN se comportem como hospedeiros tradicionais de estado sólido, aproveitamos a força inerente do hBN: sua estrutura fina, em camadas e retorcida.”
Por que o nitreto de boro hexagonal é diferente
Gale comparou a estrutura do material a fatias de queijo, em vez de a um bloco sólido.
“Com um pedaço de queijo, você não consegue realmente atingir o sabor do meio. Mas com fatias, você pode descascar as camadas, juntá-las e mudar a forma como elas interagem”, disse ele.
Como o hBN é composto de camadas muito finas, os pesquisadores podem separar e remontar essas camadas de uma forma que não é possível com materiais quânticos mais convencionais.
Novas possibilidades para tecnologias quânticas
O autor supervisor, Professor Igor Ahoronovich, disse que a capacidade de torcer materiais em camadas é particularmente excitante porque pode revelar comportamentos físicos inteiramente novos.
“Você pode pegar duas camadas que não fazem muito por si só, juntá-las em um determinado ângulo e, de repente, você terá um sistema completamente diferente”, disse o professor Ahoronovich.
Segundo Agaronovich, essas descobertas poderiam ajudar no desenvolvimento de diversas novas tecnologias quânticas.
“Esses materiais poderão eventualmente ser usados para conectar a computação quântica e a detecção quântica, ajudando aplicações como saúde, segurança cibernética e melhorando o GPS; e nos darão maior controle sobre os blocos de construção necessários para atingir esse objetivo.”
