Vom Einzelphoton zum Speicher

Künstlerische Darstellung der Implantation eines einzelnen Erbium-Ions in eine optische Nanokavität auf Siliziumbasis. Ein fokussierter Ionenstrahl (oben) liefert einzelne Erbium-Ionen mit Nanometerpräzision, während ein Laser (links) seitlich Licht in die Nanokavität einkoppelt, um das Ion anzuregen. Das angeregte Erbium-Ion emittiert einzelne Photonen im C-Band der Telekommunikation und ermöglicht so skalierbare Quantenlichtquellen, die mit bestehenden Glasfasernetzen kompatibel sind - (Foto: B. Schröder/HZDR)
  • Titelbild: Künstlerische Darstellung der Implantation eines einzelnen Erbium-Ions in eine optische Nanokavität auf Siliziumbasis. Ein fokussierter Ionenstrahl (oben) liefert einzelne Erbium-Ionen mit Nanometerpräzision, während ein Laser (links) seitlich Licht in die Nanokavität einkoppelt, um das Ion anzuregen. Das angeregte Erbium-Ion emittiert einzelne Photonen im C-Band der Telekommunikation und ermöglicht so skalierbare Quantenlichtquellen, die mit bestehenden Glasfasernetzen kompatibel sind - (Foto: B. Schröder/HZDR)

Eine dänisch-deutsche Forschungskooperation mit Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) verfolgt das Ziel, neue Quantenlichtquellen und Technologien für skalierbare Quantennetzwerke auf Basis des Seltenerd-Elements Erbium zu entwickeln. Im Projekt EQUAL (Erbium-basierte Silicium-Quantenlichtquellen) sollen die Nachteile bisheriger Systeme beseitigt werden. Um die bisherigen Unzulänglichkeiten zu überwinden, gibt es derzeit nur eine erfolgversprechende Option: das Element Erbium. Dieses interagiert jedoch zu schwach mit Licht, die Wechselwirkung muss deutlich verstärkt werden. Das ist nun dank einer neuen, an der dänischen DTU entwickelten Nanophotonentechnologie möglich. Das HZDR wird zur Entwicklung neuer Quantenlichtquellen auf Siliciumbasis beitragen. Sie werden bei denselben Wellenlängen arbeiten, die auch in der Glasfaserkommunikation Verwendung finden. Durch fortschrittliche Ionenstrahltechniken können Erbium-Atome gezielt in winzige Siliciumstrukturen implantiert werden.

  • Ausgabe: August
  • Jahr: 2025
  • Autoren: Redaktion
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