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기술동향
동향 기본정보
양자 광원 튜닝
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2018-02-22 00:00:00.000 |
| 내용 | 광자 (photon)라고 불리는 양자 세계 전자 (quantum world-electron)와 광 패킷 (packet of light)의 세부 사항을 알면 컴퓨터와 센서를 근본적으로 향상시킬 수 있다. 양자 세계를 활용하는 장치를 만드는데 중요한 구성 요소는 단일 광자의 규칙적인 스트림을 방출하는 소스이다. 연구팀은 탄소 원자의 작은 튜브를 화학적으로 변형시켰다. 이 튜브는 실내 온도와 통신 파장에서 단일 광자를 방출하는 최초의 물질이다. 다른 재료 시스템은 이 두 가지 중요한 작동 조건을 동시에 충족시킬 수 없었다 (Nature Photonics 'Tunable room-temperature single-photon emission at telecom wavelengths from sp3 defects in carbon nanotubes'). 이러한 중요한 기능들의 결합은 기존의 광 네트워크와 양자 세계를 이용하는 장치를 집적화하는 것을 매우 현실적으로 가능하게 한다. 즉, 매우 안전한 데이터 암호화를 가능하게 하는 탄소 나노 튜브는 오늘날의 통신 네트워크와 함께 사용될 수 있다. 더욱이 탄소 나노 튜브는 보다 민감한 센서와 미래의 양자 컴퓨터를 위한 장치로 집적화될 수 있다. 기존의 광 네트워크에 광섬유 기반의 양자 정보 기술을 통합할 수 있는 능력은 양자 통신 응용 분야에 중요한 단계일 것이다. 이를 달성하기 위해, 양자 광원은 원거리에서 통신 파장과 실내 온도에서 단일 광자를 방출할 수 있어야 한다. 이 기능의 결합은 20 년 동안의 연구 노력에도 불구하고 지금까지는 파악하기 힘든 것이었다. 일부 시스템 (예를 들어, 자기 조립 양자점)은 전기 통신 파장에서 방출하지만 극저온 냉각을 필요로 한다. 다른 시스템 (예: 다이아몬드 질소 공석 센터)은 실온에서 작동하지만 가시 스펙트럼 범위에서만 방출할 수 있다. 연구팀이 두 가지 중요한 특징을 지닌 기능화된 탄소 나노 튜브를 생산했다. 탄소 나노 튜브는 유망한 양자 광원으로 이전에 확인된 바 있다. 그러나 생성된 불안정한 광자 방출은 문제가 있었다. 연구팀의 해답은 아릴-디아조늄 (aryl-diazonium) 반응을 통해 나노 튜브를 화학적으로 변형시키는 것이었다. 이것은 실온과 통신 파장 모두에서 제어 가능한 단일 광자 방출을 허용하는 나노 튜브 결함을 가져왔다. 또한 연구팀은 방출 파장이 조정 가능하다는 것을 입증했다. 서로 다른 주파수를 얻기 위해 바이올린 스트링의 장력과 길이를 조절할 수 있는 것처럼 기능화된 탄소 나노 튜브의 직경은 다양한 방출 파장을 생성하기 위해 다양할 수 있다. 이러한 결과는 기능화 화학 및 양자 계측을 비롯한 기본 과학에 중요할 뿐만 아니라 양자 기술의 흥미 진진한 개발에 대한 문호를 열어줄 것이다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2018003773 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 탄소 나노튜브,광원,광자,양자 정보 기술 2. carbon nanotube,light source,photon,quantum information technology |