محققان کره‌ای موفق به ترکیب نقاط کوانتومی با سامانه‌های راهنمای موج سیلیکونی شدند و در نهایت منبعی برای تابش نور با طول موج دلخواه ساختند.
ترکیب نشردهنده‌های کوانتومی با ادوات فوتونیک
پژوهشگران کره‌ای ادوات فتونیک سیلیکونی را با نشر دهنده فوتون منفرد حالت جامد ترکیب کردند. برای این کار از راهبرد هیبریدی استفاده شده که امکان ترکیب راهنماهای طول موج فتونیک سیلیکونی را با نقاط کوانتومی فراهم می‌کند. راهنمای فوتون سیلیکون برای دستکاری نور استفاده می‌شود و نقاط کوانتومی نیز برای تولید طول موج‌های باند C و O به‌کار می‌روند.
این گروه تحقیقاتی از مؤسسه ملی علوم و فناوری اولسان با همکاری محققانی از دانشگاه مریلند با استفاده از فرآیندی موسوم به برداشتن و گذاشتن، نقاط کوانتومی را با کمک نوک میکروپیمایشگر و میکروسکوپ الکترونی روبشی جابه‌جا کردند. این گروه نقاط کوانتومی را روی تراشه فتونیک سیلیکونی با دقت نانومتری قرار دادند.
پژوهشگران از راهبرد به دام‌اندازی آدیاباتیک استفاده کردند تا با کارایی بالا نقاط کوانتومی را به محل راهنمای موج انتقال دهند. این گروه از تقسیم‌کننده پرتو که روی تراشه قرار گرفته نیز استفاده کردند.
محققان این پروژه معتقداند که این راهبرد می‌تواند برای ترکیب ادوات فتونیک کوانتومی با ساختارهای فتونیک بزرگ به‌کار رود و در نهایت ادوات پیچیده‌ای ساخته شود که در آن نشرکننده‌های مختلفی قرار دارند.
جی‌هونگ کیم از محققان این پروژه می‌گوید: «به‌منظور تولید ادوات نوری کوانتومی مبتنی بر فوتون، لازم است که چند منبع نوری کوانتومی را روی یک تراشه قرار داد. ما در این پروژه ساده‌ترین شکل ابزار نوری کوانتومی را در نظر گرفتیم. نقاط کوانتومی را به‌عنوان منبع نور روی زیرلایه سیلیکونی قرار دادیم و در نهایت ابزاری برای دستکاری نور ساختیم.»
این گروه نشان دادند که می‌توان قابلیت‌های فوتونیک را برای کنترل پرتوهای نور مورد استفاده قرار داد و در نهایت ابزاری ساخت که بتواند طول موج‌های مورد نظر را ایجاد کند. چنین ابزارهایی برای استفاده در مخابرات کوانتومی مبتنی بر فیبر قابل استفاده هستند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Hybrid Integration of Solid-State Quantum Emitters on a Silicon Photonic Chip در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.
