Marilyn Monroe cantou que os diamantes são os melhores amigos das meninas, mas também são muito populares entre os cientistas qua¢nticos
Impressão artastica de um bloco de construção de diamante em um futuro circuito fota´nico. A cor vermelha enfatiza os centros de vaca¢ncia de germa¢nio emitindo na faixa espectral vermelha e o anel ilustra a cavidade. Imagem: ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optics da University of Technology Sydney (UTS)
Marilyn Monroe cantou que os diamantes são os melhores amigos das meninas, mas também são muito populares entre os cientistas qua¢nticos - com duas novas descobertas de pesquisa destinadas a acelerar o desenvolvimento da tecnologia qua¢ntica a base de diamante sintanãtico, melhorar a escalabilidade e reduzir drasticamente os custos de fabricação.
Enquanto o silacio étradicionalmente usado para hardware de computador e telefone celular, o diamante tem propriedades únicas que o tornam particularmente útil como base para tecnologias qua¢nticas emergentes, como supercomputadores qua¢nticos, comunicações seguras e sensores.
No entanto, existem dois problemas principais; custo e dificuldade em fabricar a camada de diamante de cristal aºnico, que émenor do que um milionanãsimo de um metro.
Uma equipe de pesquisa do ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optics da University of Technology Sydney (UTS), liderada pelo professor Igor Aharonovich, acaba de publicar dois artigos de pesquisa, em Nanoscale and Advanced Quantum Technologies , que abordam esses desafios.
"Para que o diamante seja usado em aplicações qua¢nticas, precisamos projetar com precisão 'defeitos a³pticos' nos dispositivos de diamante - cavidades e guias de onda - para controlar, manipular e ler informações na forma de qubits - a versão qua¢ntica dos bits de computador cla¡ssicos," disse o professor Aharonovich.
"a‰ semelhante a fazer furos ou cavar ravinas em uma folha super fina de diamante, para garantir que a luz viaje e salte na direção desejada", disse ele.
Para superar o desafio da "gravação", os pesquisadores desenvolveram um novo manãtodo de mascaramento ragido, que usa uma fina camada de tungstaªnio meta¡lico para padronizar a nanoestrutura do diamante, permitindo a criação de cavidades de cristal fota´nico unidimensional.
"O uso de tungstaªnio como uma ma¡scara ragida aborda várias desvantagens da fabricação do diamante. Ele atua como uma camada condutora de restrição uniforme para melhorar a viabilidade da litografia por feixe de elanãtrons em resolução em nanoescala", disse o autor principal do artigo em Nanoscale, UTS Ph.D. candidato Blake Regan.
Atéonde sabemos, oferecemos a primeira evidência do crescimento de uma estrutura de diamante de cristal aºnico a partir de um material policristalino usando uma abordagem ascendente - como o cultivo de flores a partir de sementes.
"Ele também permite a transferaªncia pa³s-fabricação de dispositivos de diamante para o substrato de escolha em condições ambientais. E o processo pode ser ainda mais automatizado, para criar componentes modulares para circuitos fota´nicos qua¢nticos baseados em diamante", disse ele.
A camada de tungstaªnio tem 30 nm de largura - cerca de 10.000 vezes mais fina que um fio de cabelo humano - no entanto, permitiu uma gravação de diamante de mais de 300 nm, uma seletividade recorde para o processamento de diamante.
Uma outra vantagem éque a remoção da ma¡scara de tungstaªnio não requer o uso de a¡cido fluoradrico - um dos a¡cidos mais perigosos atualmente em uso - então isso também melhora significativamente a segurança e acessibilidade do processo de nanofabricação de diamante.
Para abordar a questãodo custo e melhorar a escalabilidade, a equipe desenvolveu ainda mais uma etapa inovadora para crescer estruturas fota´nicas de diamante de cristal aºnico com defeitos qua¢nticos incorporados de um substrato policristalino.
"Nosso processo depende de um grande diamante policristalino de baixo custo, que estãodisponavel como grandes wafers, ao contra¡rio do diamante de cristal aºnico de alta qualidade tradicionalmente usado, que élimitado a alguns mm2", disse a UTS Ph.D. candidato Milad Nonahal, autor principal do estudo em Advanced Quantum Technologies .
"Atéonde sabemos, oferecemos a primeira evidência do crescimento de uma estrutura de diamante de cristal aºnico a partir de um material policristalino usando uma abordagem ascendente - como o cultivo de flores a partir de sementes", acrescentou.
"Nosso manãtodo elimina a necessidade de materiais de diamante caros e o uso de implantação de aons, que éa chave para acelerar a comercialização de hardware qua¢ntico de diamante", disse UTS Dr. Mehran Kianinia, autor saªnior do segundo estudo.
"Nanofabricação de ressonadores de diamante transferaveis de alto Q" épublicado na Nanoscale .
"Santese Bottom-Up de Pira¢mides de Diamante de Cristal ašnico Contendo Centros de Vaca¢ncia de Germa¢nio" épublicado em Advanced Quantum Technologies .Impressão artastica de um bloco de construção de diamante em um futuro circuito fota´nico. A cor vermelha enfatiza os centros de vaca¢ncia de germa¢nio emitindo na faixa espectral vermelha e o anel ilustra a cavidade. Imagem: ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optics da University of Technology Sydney (UTS), Marilyn Monroe cantou que os diamantes são os melhores amigos das meninas, mas também são muito populares entre os cientistas qua¢nticos - com duas novas descobertas de pesquisa destinadas a acelerar o desenvolvimento da tecnologia qua¢ntica a base de diamante sintanãtico, melhorar a escalabilidade e reduzir drasticamente os custos de fabricação.
Enquanto o silacio étradicionalmente usado para hardware de computador e telefone celular, o diamante tem propriedades únicas que o tornam particularmente útil como base para tecnologias qua¢nticas emergentes, como supercomputadores qua¢nticos, comunicações seguras e sensores.
No entanto, existem dois problemas principais; custo e dificuldade em fabricar a camada de diamante de cristal aºnico, que émenor do que um milionanãsimo de um metro.
Uma equipe de pesquisa do ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optics da University of Technology Sydney (UTS), liderada pelo professor Igor Aharonovich, acaba de publicar dois artigos de pesquisa, em Nanoscale and Advanced Quantum Technologies , que abordam esses desafios.
"Para que o diamante seja usado em aplicações qua¢nticas, precisamos projetar com precisão 'defeitos a³pticos' nos dispositivos de diamante - cavidades e guias de onda - para controlar, manipular e ler informações na forma de qubits - a versão qua¢ntica dos bits de computador cla¡ssicos," disse o professor Aharonovich.
"a‰ semelhante a fazer furos ou cavar ravinas em uma folha super fina de diamante, para garantir que a luz viaje e salte na direção desejada", disse ele.
Para superar o desafio da "gravação", os pesquisadores desenvolveram um novo manãtodo de mascaramento ragido, que usa uma fina camada de tungstaªnio meta¡lico para padronizar a nanoestrutura do diamante, permitindo a criação de cavidades de cristal fota´nico unidimensional.
"O uso de tungstaªnio como uma ma¡scara ragida aborda várias desvantagens da fabricação do diamante. Ele atua como uma camada condutora de restrição uniforme para melhorar a viabilidade da litografia por feixe de elanãtrons em resolução em nanoescala", disse o autor principal do artigo em Nanoscale, UTS Ph.D. candidato Blake Regan.
Atéonde sabemos, oferecemos a primeira evidência do crescimento de uma estrutura de diamante de cristal aºnico a partir de um material policristalino usando uma abordagem ascendente - como o cultivo de flores a partir de sementes.
"Ele também permite a transferaªncia pa³s-fabricação de dispositivos de diamante para o substrato de escolha em condições ambientais. E o processo pode ser ainda mais automatizado, para criar componentes modulares para circuitos fota´nicos qua¢nticos baseados em diamante", disse ele.
A camada de tungstaªnio tem 30 nm de largura - cerca de 10.000 vezes mais fina que um fio de cabelo humano - no entanto, permitiu uma gravação de diamante de mais de 300 nm, uma seletividade recorde para o processamento de diamante.
Uma outra vantagem éque a remoção da ma¡scara de tungstaªnio não requer o uso de a¡cido fluoradrico - um dos a¡cidos mais perigosos atualmente em uso - então isso também melhora significativamente a segurança e acessibilidade do processo de nanofabricação de diamante.
Para abordar a questãodo custo e melhorar a escalabilidade, a equipe desenvolveu ainda mais uma etapa inovadora para crescer estruturas fota´nicas de diamante de cristal aºnico com defeitos qua¢nticos incorporados de um substrato policristalino.
"Nosso processo depende de um grande diamante policristalino de baixo custo, que estãodisponavel como grandes wafers, ao contra¡rio do diamante de cristal aºnico de alta qualidade tradicionalmente usado, que élimitado a alguns mm2", disse a UTS Ph.D. candidato Milad Nonahal, autor principal do estudo em Advanced Quantum Technologies .
"Atéonde sabemos, oferecemos a primeira evidência do crescimento de uma estrutura de diamante de cristal aºnico a partir de um material policristalino usando uma abordagem ascendente - como o cultivo de flores a partir de sementes", acrescentou.
"Nosso manãtodo elimina a necessidade de materiais de diamante caros e o uso de implantação de aons, que éa chave para acelerar a comercialização de hardware qua¢ntico de diamante", disse UTS Dr. Mehran Kianinia, autor saªnior do segundo estudo.
"Nanofabricação de ressonadores de diamante transferaveis de alto Q" épublicado na Nanoscale .
"Santese Bottom-Up de Pira¢mides de Diamante de Cristal ašnico Contendo Centros de Vaca¢ncia de Germa¢nio" épublicado em Advanced Quantum Technologies .