Koperoxidatie betekent over het algemeen aangetaste oppervlakken en gecorrodeerde elektronica. Maar de samengestelde Cu ₂ O, of koperoxide, is een veelbelovend materiaal voor kwantumfotonica, opto-elektronica en technologieën voor hernieuwbare energie. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers heeft een manier gevonden om hoogwaardige microkristallen van koperoxide te synthetiseren.

Onderzoekers van KTH Royal Institute of Technology melden dat ze een schaalbare productiemethode hebben ontwikkeld voor koperoxide (Cu ₂ O) kristallen ter grootte van een micrometer. Ook betrokken bij de studie waren het Institute of Solid State Physics, Technische Universiteit van Graz, Oostenrijk, en Laboratoire d'Optique Appliquée Ecole Polytechnique, Paleis, Frankrijk.

"De unieke eigenschappen van Cu ₂ O kan leiden tot nieuwe schema's voor de verwerking van kwantuminformatie met licht in vaste toestand, die met andere materialen moeilijk te realiseren zijn, " zegt Stephan Steinhauer, onderzoeker in de Quantum Nano Photonics-groep van KTH.

"Dit werk effent de weg voor het wijdverbreide gebruik van Cu ₂ O in opto-elektronica en voor de ontwikkeling van nieuwe apparaattechnologieën."

Om de kristallen te synthetiseren, een dunne koperfilm wordt onder vacuüm tot hoge temperaturen verhit. In hun studie hebben die werd gepubliceerd in Communications Materials, de onderzoekers van KTH namen deze methode en identificeerden de groeiparameters om Cu . te bereiken ₂ O microkristallen met uitstekende optische materiaalkwaliteit.

Het proces is compatibel met standaard siliciumfabricagetechnieken en biedt de mogelijkheid voor fotonische circuitintegratie.

"De meeste kwantumoptica-experimenten met dit materiaal zijn uitgevoerd met geologische monsters die in mijnen zijn gevonden, bijvoorbeeld de Tsumeb-mijn in Namibië, " zegt Steinhauer. "Onze synthesemethode wordt geassocieerd met fabricage tegen zeer lage kosten, geschikt voor massaproductie en vereist geen gassen of chemicaliën die giftig of schadelijk zijn voor het milieu."

Hij zegt dat het werk de basis legt voor het realiseren van kwantumtechnologieën op basis van Rydberg-excitaties in vaste toestand. die aangeslagen kwantumtoestanden zijn met een hoog hoofdkwantumgetal.

Deze excitaties kunnen worden gekoppeld aan fotonische geïntegreerde schakelingen, gericht op on-chip generatie en manipulatie van licht op het niveau van één foton, hij zegt. "Er liggen spannende uitdagingen in het verschiet om kwantuminformatieverwerking en kwantumdetectieschema's die eerder zijn ontwikkeld voor Rydberg-atomen te vertalen naar de vastestofomgeving van een halfgeleiderkristal op micrometer- of nanometerschaal."