TU/e-onderzoekers maken instelbare kwantumdruppel

Onderzoekers van de TU Eindhoven zijn er als eersten in geslaagd een kwantumdruppel te fabriceren waarvan de frequentie precies kan worden ingesteld. De kwantumdruppels kunnen gebruikt worden om supersnelle netwerken mogelijk te maken.

Het grote voordeel van kwantumdruppels is dat deze, onafhankelijk van de temperatuur, op exact dezelfde frequentie blijven werken. Traditionele optische halfgeleiders missen deze eigenschap waardoor deze op de juiste temperatuur gehouden moeten worden om bruikbaar te blijven. Een vaste frequentie is nodig omdat het licht dat door de glasvezelkabels gestuurd wordt een golflengte van 1,55 micron heeft. De frequentie van de kwantumdruppels wordt bepaald door het formaat van de druppels. Door bepaalde halfgeleiders te laten kristalleren in een groei-installatie kan het formaat beïnvloed worden. De kwantumdruppels kunnen in de toekomst gebruikt worden in chips als lichtbron of als detector van lichtsignalen. Kwantumdruppels werden in de jaren negentig voor het eerst gemaakt, maar niet met de juiste eigenschappen voor optische datatransmissies.

Reacties (21)

Iets zegt me dat deze druppels toch daadwerkelijk anders zijn als wat er hier 's ochtends uit de douchekop komt

Hoe moet ik me zo'n druppel dan voorstellen vraag ik me af?

In het artikel staat een link naar de wikipedia over kwantumdruppels, of is dat niet duidelijk genoeg (engels is lastig voor een boel nederlanders) ?

Met engels heb ik weinig moeite maar ik vrees dat een zin als

"A quantum dot is a semiconductor nanostructure that confines the motion of conduction band electrons, valence band holes, or excitons (bound pairs of conduction band electrons and valence band holes) in all three spatial directions."

ook in het nederlands voor een gemiddelde persoon niet echt te begrijpen is

Een kwantum put is een halfgeleider materiaal (dat medium stroom (electronen) geleidt afhankelijk van zijn omgeving en samenstelling).
Die de beweging (grof gezegd de golf beweging of mogelijke plaatsen) van een electron in de valatie-band (de electron baan waarin de electronen zitten die voor geleiding zorgen, buitenste meestal).
Valentie-band gaten zijn "lege plekken" waar eerst een electron zat (die nu naar de geleidingsband is gesprongen).
En gat-electron paar dat bij elkaar hoort is een exitatie (in nederlands wordt dat woord meer gebruikt ivm het process, in het engels blijkbaar ook met de staat van gat-electron).

Er zijn drie richtingen waarin deze electronen en gaten kunnen trillen, het feit dat je ze in alledrie de richtingen kunt controleren geeft je de mogelijkheid om:
-De precieze frequenties mogelijk uit te rekenen in je quantumdot.
-Het precieze aantal trillings toestanden dat mogelijk is te weten.
-De totale energie die er gemiddeld in een quantum dot zit te weten.
-De quantum dot precies te vullen/te gebruiken met de door jouwn geselecteerde "deeltjes" (eigelijk te grof gezegd).

Een kwantumdruppel is dus een heel erg kleine structuur gemaakt van een halfgeleidermateriaal, die de bewegingsvrijheid van electronen om een atoomkern en tussen atomen beperkt in alle drie de ruimtelijke dimensies.

Stel je een heel klein quantum-douchkopje voor waar een quantum druppel uit komt. Zoiets?

vorm?

frequentie van 1.55 micron?!?!?!

Je bedoelt een golflengte van 1.55 micron of een frequentie van 299792458/(1.55*10^-6) Hz :-)

het grappige is dat het ook zo in het bronartikel staat:

Voor het soort toepassing als data over licht,
moet een frequentie van 1,55 micron worden gebruikt.

maar ook als er een golflengte van 1,55 micron wordt bedoeld begrijp ik het niet, want in een glasvezelkabel worden toch meerdere frequenties gebruikt? en niet alleen maar 1/1,55E-6 = 645kHz? Ook als je meerdere pakketjes per golf kan meesturen lijkt dat me nogal traag voor glasvezel.

@AHBdV je hebt helemaal gelijk, foutje. Het is 193THz, de frequentie van een infrarood licht (golflengte >800nm).
193THz lijkt me wel genoeg. :-D
@stefan001 Ah dat is nuttige info :-) +1behulpzaam kan ik helaas niet meer

Je hebt een factortje c = 3 x 10^8 m/s vergeten.

frequentie = c / golflengte. Niet: 1 / golflengte.

Er wordt een golflengte van 1.55 micron gebruikt omdat de glasvezel bij die golflengte het meest transparant is, en het signaal onderweg minder vaak versterkt hoeft te worden

Ach, frequentie of golflengte... daar zit alleen maar een factor c tussen en fatsoenlijke theoretisch natuurkundigen rekenen met c = 1 . Daar zal de onduidelijkheid vandaan komen.

Maximum Warp....ENGAGE!

Laat me hier alles een beetje verduidelijken, want er wordt nogal verwarring gezaaid.

Eerst en vooral, deze zogenaamde "nanostructuren" worden op een oppervlak gegroeid. Dit groeien gebeurd net zoals waterdruppels worden gevormd op een glazen plaat wanneer je ze nat maakt; vandaar de benaming "druppels". Maar zoals gezegd, liggen ze vast op een oppervlak en zweven ze niet rond.

Ten tweede zijn deze zo interessant omdat deze druppels, omwille van hun zeer kleine afmetingen, zich gedragen als afzonderlijke atomen. Afzonderlijke atomen kunnen (infrarood) licht met een zeer kleine spreiding op de frequentie uitzenden/absorberen, waar dit bij grotere structuren een veel grotere spreiding bezit, met verlies aan intensiteit en snelheid tot gevolg.

Dus deze zeer kleine druppels geven het voordeel om verschillende chemische elementen samen te voegen om de gewenste frequentie te kiezen terwijl toch licht met een kleine spreiding kan uitgezonden worden, net zoals een afzonderlijk atoom!

Eigenlijk is dit niets nieuws onder de zon, dit effect is al meer dan 10 jaar gekend en druppels met die eigenschappen heb ik zelf ook al gegroeid

Afzonderlijke atomen kunnen (infrarood) licht met een zeer kleine spreiding op de frequentie uitzenden/absorberen, waar dit bij grotere structuren een veel grotere spreiding bezit, met verlies aan intensiteit en snelheid tot gevolg.

Snelheid? Dat is altijd constant hoor.

Snelheid? Dat is altijd constant hoor.

dat probeer ik oom agent ook steeds wijs te maken, maar om de 1 of andere manier begrijpt hij me niet

Tnet artikel is er niet helemaal duidelijk in:

Onderzoekers van de TU Eindhoven zijn er als eersten in geslaagd een kwantumdruppel te fabriceren waarvan de frequentie precies kan worden ingesteld. De kwantumdruppels kunnen gebruikt worden om supersnelle netwerken mogelijk te maken.

en

Kwantumdruppels werden in de jaren negentig voor het eerst gemaakt, maar niet met de juiste eigenschappen voor optische datatransmissies.

Ze konden al een heleboel soorten kwantumdruppels maken, maar nu pas kwantumdruppels die geschikt waren om gebruikt te worden in glasvezelapparatuur.

in de optische transmissie (glasvezelkabels) wordt veel gebruik gemaakt van 1310nM en 1550nM (1.55micron) deze vallen in het infrarode spectrum

leuk!
Ik heb twee maanden geleden nog een verslag moetne indienen bij Richard Notzel, en besproken.
Beetje raar om nu zijn naam te zien boven het artikel

Supertoll, natuurkunde van een van zijn beste kanten.

Altijd jammer dat de hoogleraar de studenten het werk laat doen en zelf met de eer gaat strijken he?

hehe, nouja, mijn verslag is van tweede-jaars natuurkunde, op een ander onderwerp. Dus denk dat het wel meevalt