雪梨科技大學的研究人員開發出一種新方法，透過扭轉原子級薄的六方氮化硼（hBN）層來控制微小的量子光源。
這項進展為科學家提供了一種調控量子發射器的新方法，量子發射器是微小的光源，在未來的量子計算、安全通訊和超靈敏感測器等技術中可能扮演重要角色。
首席作者 Angus Gale 博士表示，這項研究為研究人員提供了一個有價值的工具，讓這些量子系統更具實用性。
「你可以測量這些量子發射器並看到它們的存在，但要讓它們在實際應用中發揮作用卻很困難。這項技術讓我們能夠更接近目標——朝實現量子技術邁進一步。」Gale 博士說。
扭轉層改變量子光
在實驗中，Gale 和他的團隊發現，扭轉材料可以顯著改變量子發射器發出的光的顏色和波長。改變的幅度尤其值得注意。
大多數研究會製作特定扭轉角度的裝置，然後保持不變。相比之下，研究人員能夠重複地提起、旋轉和重新堆疊材料，讓他們能夠持續修改其特性。
「我們利用了這種材料——六方氮化硼（hBN）——是分層結構的事實。我們可以將它提起、堆疊、扭轉，並利用這種扭轉來修改發射器。你無法真正用傳統材料，如鑽石或碳化矽來做到這一點。」
「好處是我們利用這個可扭轉的平台，大幅轉移了發射的波長。」Gale 說。「通常當你控制這些系統時，操作的幅度非常有限，但在這種情況下，轉移的幅度遠超預期。
「與其試圖讓 hBN 的缺陷像傳統的固態載體一樣工作，不如我們利用 hBN 本身的優勢：它薄、分層、可扭轉的結構。」
為何六方氮化硼與眾不同
Gale 將這種材料的結構比喻為起司片，而不是一整塊起司。
「就像一整塊起司，你無法真正接觸到中間的味道。但如果是切片，你可以一層一層地剝開、重新組合，並改變它們的互動方式。」
由於 hBN 由極薄的層組成，研究人員可以以更傳統量子材料無法做到的方式分離和重新組裝這些層。
量子技術的新可能性
指導作者 Igor Aharonovich 教授表示，扭轉分層材料的能力尤其令人興奮，因為它可以揭示全新的物理現象。
「你可以將兩個單獨作用不大的層，以特定角度組合在一起，突然間你就擁有了一個完全不同的系統。」Aharonovich 教授說。
根據 Aharonovich 的說法，這些發現可能幫助推進幾項新興的量子技術。
「這些材料最終可以用於量子計算通訊和量子感測，這將有助於醫療保健、網路安全和改進 GPS 等應用；並讓我們對實現這些目標所需的構建塊有更多的控制權。」
