Квантовые технологии требуют точного контроля одиночных фотонов: даже небольшие отклонения в их числе или энергии снижают эффективность квантовых устройств. Учёные Северо-Западного университета разработали метод, который делает источники одиночных фотонов более стабильными и надёжными.
Исследователи покрыли двумерный полупроводник диселенид вольфрама тонким слоем органической молекулы PTCDA (Perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, C₂₄H₈O₆). Это покрытие защитило квантовые дефекты материала от атмосферных загрязнений, которые обычно ухудшают качество излучения. В результате спектральная чистота фотонов повысилась на 87 %, а энергия фотонов стала более контролируемой, что важно для квантовой связи и датчиков.
Покрытие не изменило основные свойства полупроводника, но превратило шумные сигналы в чистые всплески одиночных фотонов. Такой подход обеспечивает воспроизводимость и стабильность квантовых источников.
Далее команда планирует изучить другие материалы и молекулярные покрытия, а также использовать электрический ток для управления излучением. Это поможет создать масштабируемые и настраиваемые квантовые источники — ключевой шаг к квантовому интернету и безопасной квантовой связи.
Оптическая микрофотография образца монослоя диселенида вольфрама с правой стороны, функционализированного PTCDA. Источник: Марк Херсам / Северо-Западный университет.
Дополнительная информация: Riddhi Ananth et al, Enhanced Spectral Purity of WSe2 Quantum Emitters via Conformal Organic Adlayers, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ady7557
Источник: https://phys.org/news/2025-10-molecular-coating-noisy-quantum.html