Emettitori su nanoscala singola nei semiconduttori

Gli ambiziosi ricercatori finanziati dall’UE hanno cercato di esplorare le interazioni quantistiche nell’ambito del progetto SUPERRAD (“Demonstration of superradiance in a semiconductor nanostructure”). Nonostante gli ostacoli relativi ai costi elevati delle apparecchiature e all’indisponibilità dei campioni di elevata purezza, entro il termine il team aveva raggiunto risultati di livello mondiale.

L’ambito del progetto si è rivolto alla spettroscopia non lineare coerente, facendo progredire in modo significativo lo stato attuale della tecnica e offrendo risultati innovativi riguardanti gli emettitori singoli nei solidi.

Gli scienziati hanno sviluppato una nuova tecnica spettroscopica con brevi impulsi ottici da tre fasci. Gli impulsi con risonanza guidano una risposta non lineare in singoli eccitoni (un momento di dipolo creato da una coppia elettrone-foro) in punti quantici fortemente limitati. La configurazione ha prestazioni molto migliori rispetto alla generazione precedente, fino a poco tempo fa disponibile in un solo laboratorio al mondo.

Con esso, il team ha eseguito esperimenti fondamentali su singoli eccitoni con protocolli di miscelazione di quattro e sei onde, che sfruttano l’interazione di quattro o sei campi ottici coerenti. I ricercatori sono stati in grado di migliorare drasticamente l’efficienza di recupero delle risposte coerenti di punti quantici singoli nei semiconduttori. Elaborazione delle informazioni quantistiche si basa sulla mappatura coerente e reversibile tra luce e materia, pertanto ciò è molto importante.

Numerose pubblicazioni su prestigiose riviste, tra cui Nature Materials, Nature Communications e Nature Photonics, hanno messo in evidenza il lavoro. La tecnica apre la porta all’esplorazione dei numerosi materiali e comportamenti, compresa la riproduzione spaziale della coerenza e ha affermato il capo progetto come leader nel settore.