Verfahren zur Synthese von hochwertigen Kupferoxidkristallen für die Quantenphotonik

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Verfahren zur Synthese hochwertiger Kupferoxid-Kristalle für die QuantenphotonikKupferoxidation bedeutet im Allgemeinen angelaufene Oberflächen und korrodierte Elektronik.

Aber die Verbindung Cu2O oder Kupfer(I)-Oxid ist ein vielversprechendes Material für die Quantenphotonik, Optoelektronik und Technologien für erneuerbare Energien.

Nun hat ein Forscherteam einen Weg gefunden, hochwertige Kupferoxid-Mikrokristalle zu synthetisieren.Forscher vom KTH Royal Institute of Technology berichten, dass sie ein skalierbares Produktionsverfahren für mikrometergroße Kristalle aus Kupferoxid (Cu2O) entwickelt haben.

An der Studie waren auch das Institut für Festkörperphysik der Technischen Universität Graz, Österreich, und das Laboratoire d’Optique Appliquée Ecole Polytechnique, Palaiseau, Frankreich, beteiligt.”Die einzigartigen Eigenschaften von Cu2O können zu neuen Schemata für die Quanteninformationsverarbeitung mit Licht im Festkörper führen, die mit anderen Materialien schwer zu realisieren sind”, sagt Stephan Steinhauer, Forscher in der KTH-Gruppe Quanten-Nano-Photonik.

“Diese Arbeit ebnet den Weg für den weit verbreiteten Einsatz von Cu2O in der Optoelektronik und für die Entwicklung neuartiger Bauelementetechnologien”.Um die Kristalle zu synthetisieren, wird eine Kupferdünnschicht unter Vakuumbedingungen auf hohe Temperaturen erhitzt.

In ihrer Studie, die in Communications Materials veröffentlicht wurde, haben die Forscher an der KTH diese Methode angewandt und die Wachstumsparameter identifiziert, um Cu2O-Mikrokristalle mit ausgezeichneter optischer Materialqualität zu erhalten.

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Das Verfahren ist mit Standard-Silizium-Herstellungsverfahren kompatibel und ermöglicht die Möglichkeit der Integration photonischer Schaltkreise.”Die meisten quantenoptischen Experimente mit diesem Material wurden mit geologischen Proben durchgeführt, die in Minen gefunden wurden, zum Beispiel in der Tsumeb-Mine in Namibia”, sagt Steinhauer.

Unsere Synthesemethode ist mit einer sehr kostengünstigen Herstellung verbunden, für die Massenproduktion geeignet und erfordert keine Gase oder Chemikalien, die giftig oder umweltschädlich sind.

“Er sagt, die Arbeit legt den Grundstein für die Realisierung von Quantentechnologien auf der Basis von Festkörper-Rydberg….

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