Syntetiserade kopparoxidkristaller arrangerade för att stava namnet på universitetet där produktionsmetoden har sitt ursprung. Kredit:Kungliga Tekniska Högskolan.
Kopparoxidation betyder i allmänhet skamfilade ytor och korroderad elektronik. Men föreningen Cu 2 O, eller koppar(I)oxid, är ett lovande material för kvantfotonik, optoelektronik och förnybar energiteknik. Nu, ett team av forskare har hittat ett sätt att syntetisera högkvalitativa kopparoxidmikrokristaller.
Forskare från Kungliga Tekniska Högskolan rapporterar att de har utvecklat en skalbar produktionsmetod för kopparoxid (Cu) 2 O) mikrometerstora kristaller. Inblandade i studien var Institute of Solid State Physics, Graz tekniska universitet, Österrike, och Laboratoire d'Optique Appliquée Ecole Polytechnique, Palaiseau, Frankrike.
"De unika egenskaperna hos Cu 2 O kan leda till nya system för kvantinformationsbehandling med ljus i fast tillstånd, som är svåra att realisera med andra material, " säger Stephan Steinhauer, forskare i KTH:s Quantum Nano Photonics-grupp.
"Detta arbete banar väg för den utbredda användningen av Cu 2 O inom optoelektronik och för utvecklingen av nya enhetsteknologier."
För att syntetisera kristallerna, en tunn kopparfilm värms till höga temperaturer under vakuum. I deras studie, som publicerades i Communications Materials, forskarna vid KTH tog denna metod och identifierade tillväxtparametrarna för att uppnå Cu 2 O mikrokristaller med utmärkt optisk materialkvalitet.
Processen är kompatibel med standardtekniker för kiseltillverkning och ger möjlighet till fotonisk kretsintegrering.
"Majoriteten av kvantoptikexperiment med detta material har utförts med geologiska prover som hittats i gruvor - till exempel, Tsumeb-gruvan i Namibia, " säger Steinhauer. "Vår syntesmetod är förknippad med tillverkning till mycket låg kostnad, lämplig för massproduktion och kräver inte gaser eller kemikalier som är giftiga eller skadliga för miljön."
Han säger att arbetet lägger grunden för att förverkliga kvantteknologier baserade på solid-state Rydberg-excitationer, som är exciterade kvanttillstånd med högt huvudkvanttal.
Dessa excitationer kan kopplas till fotoniska integrerade kretsar, som syftar till generering och manipulering av ljus på en fotonnivå, han säger. "Spännande utmaningar ligger framför oss för att översätta kvantinformationsbehandling och kvantavkänningsscheman som tidigare utvecklats för Rydberg-atomer till en halvledarkristalls fasta miljö på mikrometer- eller nanometerskala."
