Emissores de fótons individuais baseados em defeitos no hBN

• Processo: 23/04168-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Luiz Fernando Zagonel
• Beneficiário: Victor Feitosa Marques de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/06893-3 - Materiais opticamente ativos estudados por microscopia de varredura de tunelamento, AP.JP2
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/16698-1 - Fontes de luz quântica acionadas eletricamente exploradas em escala atômica, BE.EP.MS
• Assunto(s): Óptica quântica Óptica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Emissores de luz | Fótons únicos | Óptica Quântica | Optica

Resumo

Fontes de fótons únicos estão recebendo muita atenção recentemente devido a várias aplicações tecnológicas em potencial como a criptografia e a computação quântica. Nessas aplicações, é desejável obter-se, à temperatura ambiente, fótons individuais de forma rápida e controlada, algo ainda não disponível com as tecnologias atuais. O nitreto de boro hexagonal (h-BN) se apresenta como um material interessante para essas aplicações pois tem um gap eletrônico grande e é conhecido por hospedar diversos tipos de defeitos emitindo em uma extensa faixa de energia e por hospedar emissores de fótons únicos mesmo à temperatura ambiente. Nossa proposta visa, em uma primeira etapa, elucidar que tipo de defeito é responsável pela emissão de fótons únicos através de uma correlação entre espectroscopia ótica associada a correlação temporal, espectroscopia eletrônica e morfologia com resolução atômica, estas últimas realizadas através de microscopia de varredura de tunelamento realizada em baixa temperatura. Esperamos obter imagens com resolução atômica de defeitos individuais emitindo fótons únicos e controlar essa emissão eletricamente. Em paralelo, iremos investigar se esses mesmos defeitos podem ser analogamente excitados para emissão de fótons individuais em temperatura ambiente, condição mais relevante tecnologicamente mas potencialmente menos favorável para emissão de fótons individuais com alta correlação temporal. Com esses resultados, esperamos avaliar os defeitos como fontes de fótons individuais, tanto em baixa temperatura quanto em temperatura ambiente, e possivelmente indicar como eles devem ser planejados para sua utilização em dispositivos.