به گزارش مجله خبری نگار، به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، این نوع خاص از فوتون «نور قطبی دایره ای» نام دارد که ایجاد و کنترل آن چالش برانگیز است، اما با کمک روشی نوین، فرایند سادهتر و ارزانتر انجام میشود.
به گفته محققان با روی هم قرار دادن ۲ ماده متفاوت نازک اتمی برای قطبی سازی فوتونها به شیوهای قابل پیش بینی، میتوان فوتون مذکور را تولید کرد.
هان هتون یک محقق آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در این باره توضیح میدهد: تحقیق ما نشان داد یک نیمه رسانا تک لایه میتواند نور قطبی دایرهای را بدون کمک یک میدان مغناطیسی خارجی بسازد. این تاثیر قبلا فقط با کمک میدانهای مغناطیسی بالایی به دست میآمد که با آهنرباهای ابررسانای سنگین و عظیم و ترکیب آن با انتشاردهنده کوانتومی تا سطح پیچیده ساختارهای نانوفوتونیک یا تزریق حاملهای چرخش قطبی به انتشاردهندههای کوانتومی به دست میآید. روش تقریبی ما مزایای بیشتری دارد و ارزانتر و معتبرتر است.
وضعیت قطبش سازی به طور موثر فوتونهای تولید شده را رمزگذاری میکند و به همین دلیل یک گام مهم در رمزنگاری کوانتومی و ارتباطات آن است.
برای دستیابی به این امر، محققان در مرکز نانوفناوریهای یکپارچه از میکروسکوپ نیروی اتمی برای ایجاد مجموعهای از فرورفتگی در مقیاس نانومتری روی دستهای از مواد ایجاد کردند. این دسته مواد شامل لایههایی با ضخامت یک مولکول از جنس نیمه رسانای تنگستن دیزلنید (tungsten diselenide) روی لایه ضخیم تری از نیمه رسانای مغناطیسی سولفید نیکل فسفر (nickel phosphorus trisulfide) قرار گرفتند. به این ترتیب فرورفتگیهایی که با قطر تقریباً ۴۰۰ نانومتر ساخته شدند. این در حالی است که بیش از ۲۰۰ فرورفتگی در عرض یک موی انسان وجود دارد.
در مرحله بعد محققان متوجه شدند این دندانهها سبب میشوند تنگستن دیزلنید ذرات نور جداگانه منتشر کند. همچنین مشخص شد این امر ویژگیهای نهایی ماده را به شیوهای تغییر دهد که فوتونهای منتشر شده یک پیچش خاص (قطبش دایره وار) داشته باشند.
پژوهشگران برای تایید این مکانیسم آزمایشهای طیف شناسی بصری انجام دادند و میدان مغناطیسی را اندازه گرفتند. آنها با انجام این امر به طور موفقیت آمیز روشی نوین برای کنترل جریان قطبی شده از تک فوتونها در آزمایشها را نشان دادند.