Einzelphotonenquellen (EPQ) als Basisbausteine für photonische Quantencomputer, ‐sensorik und ‐metrologie, werden bereits in verschiedenen Formen erforscht. Bisher sind diese Quellen allerdings oft komplex aufgebaut und erfordern eine aufwändige und teure Kühlung auf tiefste Temperaturen. Gerade diese Herausforderungen sollen in diesem Projekt mit einem innovativen, kompakten Ansatz auf Basis von Strukturdefekten in hexagonalem Bornitrid (hBN) für die zukünftige Realisierung einer EPQ sapiente adressiert werden.
Ziele und Vorgehen
Für eine kompakte EPQ soll hBN mittels Pulsed Laser Deposition direkt auf die Oberfläche einer Indiumgalliumnitrid‐Laserdiode aufgewachsen werden und anschließend die erforderlichen Defekte mittels Laserbestrahlung eingebracht werden. Diese Defekte und ihre elektronischen Zustände sind in hBN so gelagert, dass sie hervorragende EPQ bei Raumtemperatur darstellen. In einem letzten Schritt wird ein optischer Filter auf die EPQ aufgebraucht, um unerwünschtes Licht zu blockieren. Solch eine Lichtquelle zu erstellen und auf ihre Eigenschaften zu untersuchen ist das Ziel dieses Projektes.
Innovation und Perspektiven
Die Hauptinnovation und auch das Arbeitsziel ist die Integration einer EPQ in hBN auf die Oberfläche einer Laserdiode, um dadurch die grundlegenden Voraussetzungen für eine kompakte, erschwingliche Quantenlichtquelle zu erarbeiten. Die Ergebnisse aus diesem wissenschaftlichen Vorprojekt werden den Weg für zukünftige, industriegeführte Forschungsverbünde ebenen, die deterministisch erzeugte, kompakte Einzelphotonenquellen‐Produkte entwickeln. Solche Quellen könnten in Quantensensoren und in photonischen Quantencomputern Anwendung finden.
