Bộ phát hiện photon đơn phá kỷ lục chấm dứt nhu cầu sử dụng làm lạnh sâu

Các nhà nghiên cứu tại ICFO đã phát triển một bộ cảm biến photon đơn đột phá có khả năng phát hiện photon trong vùng hồng ngoại trung bình ở nhiệt độ cao hơn đáng kể—khoảng 25 Kelvin—so với các bộ cảm biến truyền thống yêu cầu làm lạnh siêu dẫn dưới 1 Kelvin. Tiến bộ này loại bỏ nhu cầu sử dụng các hệ thống làm lạnh siêu dẫn cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng, làm cho công nghệ trở nên thực tiễn hơn để tích hợp vào các mạch quang tử. Bộ cảm biến được cấu tạo từ các vật liệu hai chiều xếp chồng, cụ thể là graphene hai lớp được kẹp giữa các lớp nitrua bor hexagonal, được căn chỉnh chính xác để tạo ra một mẫu moiré gây ra hiệu ứng hai trạng thái ổn định. Hiệu ứng hai trạng thái này cho phép thiết bị chuyển đổi giữa hai trạng thái ổn định khi được kích hoạt bởi một photon đơn, cho phép phát hiện mà không cần nhiệt độ cực thấp. Cơ chế phát hiện mới này khác biệt căn bản so với các bộ cảm biến siêu dẫn và bán dẫn truyền thống bằng cách hoạt động gần điểm ngưỡng điện, nơi một photon đơn đóng vai trò kích hoạt để chuyển đổi trạng thái của thiết bị. Phương pháp này nâng cao độ nhạy với các photon có bước sóng dài và có tiềm năng ứng dụng trong thiên văn học, truyền thông lượng tử và hình ảnh y học bằng cách cải thiện khả năng...