首次发现！科学家利用低功率激光束实现单个纳米级量子物体的动态操纵-光电汇

首次发现！科学家利用低功率激光束实现单个纳米级量子物体的动态操纵

2021-08-11

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对于量子光学应用来说，纳米金刚石（NDs）已经被确定为稳定的量子发射器，它可以在室温条件下提供单光子发射。此外，为了创建纠缠源和量子位（提高量子计算机处理速度的元素），需要将几个ND发射器按一定的位置摆放才可以实现。目前，主要采用原子力显微镜和片上等离子体纳米镊两种方式进行ND位置的改变，但前者实现位置移动需要大量的时间消耗，仅单个ND的单次位置一定便需要数小时的时间；而后者只能在特定的位置捕获ND，且不具有沿等离子体衬底连续动态操纵的能力。

为了解决这一问题，范德比尔特大学的Justus Ndukaife等人使用跨学科的方法对ND的捕获和操纵过程进行了简化，即通过引入一种低频电热等离子体纳米镊(LFET)实现了对单个ND低功率、高稳定性和连续动态的操纵。

该方法使用低频交流（AC）电场结合激光照明实现对去离子水环境中单个ND（直径在70~100 nm范围内）的捕获和连续操纵，这是一种全新的ND操纵机制。如图所示，通过使用LFET，可以在等离子体纳米天线阵列的顶部捕获单个ND，并通过简单地移动激光光斑或显微镜载物台来动态操纵单个ND。

Ndukaife还表示：“该方法是同类中第一个可扩展传输和按需组装的操纵技术，可以在几秒钟内实现ND的位置移动。”未来，Ndukaife等人计划进一步探索ND的操纵方法和排列结构，旨在探索超亮单光子源、等离子体纳米激光器和低噪声量子传感器实现的可能性。

本文由光电汇编辑王越根据photonics.com内容整理，如需转载请注明。

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