Peneliti Membuat Superfluoresensi Menggunakan Nanocrystal Superlattices
- Untuk mendapatkan superfluoresensi sesuai permintaan, peneliti menggunakan titik kuantum yang terbuat dari perovskit timbal halida.
- Mereka melakukan eksperimen optik pada -267°C, yang memberikan bukti akhir superfluoresensi.
Beberapa bahan memiliki kecenderungan untuk terus menerus memancarkan cahaya ketika mereka dieksitasi oleh laser atau sumber eksternal lainnya. Mekanisme ini disebut fluoresensi. Namun, di banyak sistem kuantum, kecenderungan memancarkan cahaya secara spontan jauh lebih kuat.
Ketika sistem tersebut dieksitasi oleh sumber eksternal, mereka menyinkronkan fase mekanika kuantumnya satu sama lain, yang menghasilkan keluaran yang jauh lebih intens (dalam bentuk cahaya) daripada gabungan masing-masing emitor. Hal ini menghasilkan emisi cahaya yang terang dan sangat cepat, yaitu superfluoresensi.
Namun, ini hanya terjadi ketika emitor memenuhi persyaratan tertentu, misalnya, mereka harus memiliki kekuatan kopling yang tinggi dengan medan cahaya, waktu koherensi yang lebih besar, dan energi emisi yang sama. Juga, mereka harus mampu berinteraksi sepenuhnya satu sama lain tanpa terganggu oleh lingkungan mereka. Sejauh ini, para ilmuwan belum dapat mencapai prestasi ini dengan menggunakan ribuan zat yang relevan secara teknologi.
Baru-baru ini, para peneliti di ETH Zurich dan Empa menciptakan efek ini menggunakan superlattices nanocrystal yang dipesan jarak jauh. Ini dapat membuka jalan bagi pengembangan komputasi kuantum, penginderaan kuantum, komunikasi terenkripsi kuantum, serta pencahayaan LED.
Referensi:Alam | doi:10.1038/s41586-018-0683-0 | Empa
Titik Kuantum Koloid
Untuk mendapatkan superfluoresensi sesuai permintaan, penulis menggunakan titik-titik kuantum yang terbuat dari perovskit timbal halida. Mereka mengatur titik-titik kuantum perovskit menjadi superlattice 3D, memungkinkan emisi cahaya (foton) kolektif yang koheren, yang menciptakan superfluoresensi. Ini adalah emisi pergeseran merah yang dinamis dengan peluruhan radiasi yang dipercepat lebih dari 20 kali lipat.
Tampilan mikroskopis superlattice (iluminasi cahaya putih) | Kredit:Empa
Untuk kopling koheren, titik-titik kuantum harus memiliki ukuran, bentuk, dan komposisi yang sama. Solusi titik kuantum yang sangat monodispersi diperlukan untuk membuat superlattice terurut jarak jauh. Dan solusi semacam itu telah ditingkatkan secara menyeluruh selama beberapa tahun terakhir.
Para penulis mengatakan bahwa dengan menangani penguapan pelarut secara hati-hati, mereka dapat menghasilkan superlattice, menggunakan titik-titik kuantum seragam dengan berbagai ukuran. Secara keseluruhan, ia menawarkan dasar untuk sumber daya fase multi-foton terjerat – sumber yang hilang untuk komputasi kuantum fotonik, pencitraan kuantum, dan penginderaan.
Para peneliti melakukan eksperimen optik pada suhu yang sangat rendah, hampir -267°C, yang memberikan bukti akhir superfluoresensi. Mereka menemukan bahwa foton dikeluarkan secara spontan dalam ledakan terang – sumber cahaya kuantum baru.
Baca:Laser Elektro-Optik Baru Memancarkan 30 Miliar Pulsa Per Detik
Eksperimen ini akan membantu para ilmuwan mengeksplorasi lebih lanjut fenomena kuantum kolektif dengan perovskit halida timbal. Karena sifat dari jenis material yang unik ini dapat ditingkatkan lebih lanjut, hal ini memungkinkan untuk mengeksplorasi hal-hal di luar rekayasa setiap titik kuantum.
