研究人员用扭曲的2D材料克服了单个光子检测中的长期瓶颈

在红外范围内检测单个光子(构成电磁辐射的最小能量数据包)的能力已成为众多领域的紧迫需求,从医学成像和天体物理学到新兴的量子技术。例如,在观测天文学中,遥远的天体的光可能非常微弱,需要在中红外的特殊灵敏度。

来源:英国物理学家网首页
设备的同质性。学分:科学(2025)。 doi:10.1126/science.adu5329
科学

在红外范围内检测单个光子(构成电磁辐射的最小能量数据包)的能力已成为众多领域的紧迫需求,从医学成像和天体物理学到新兴的量子技术。例如,在观测天文学中,遥远的天体的光可能非常微弱,需要在中红外的特殊灵敏度。

同样,在自由空间量子通信中(单个光子都需要在较大距离上行驶),在中红外,可以提供信号清晰度的关键优势。

在此范围内,单光子探测器的广泛使用受到大型,昂贵且能源密集型的低温系统的需求,以使温度保持在1 Kelvin以下。这也阻碍了所得检测器的整合到现代光子电路中,这是当今信息技术的骨干。

由ICFO领导的国际研究人员团队现已显示出一种克服这一限制的方法。他们在相对较高的温度(约25度开尔文)下使用了二维材料(只有一原子厚)来检测长波长的单光子(直至中红外)。这个里程碑引起了欧洲航天局(ESA)的注意,该机构正在寻求使用这些类型的特性进行太空探索的探测器。

作品出现在科学中。

出现

BISTASITY:单个光子检测的新型机制

“在我们的小组中,我们结合了不同的2D材料。我们将它们堆叠起来,扭曲它们,然后观察发生的事情。

干扰模式

团队表明,双态性可以作为单光子检测的新机制,这是科普本斯描述的那些惊喜之一。

videocredit:ICFO

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