Lapisan Molekuler Baru Tingkatkan Keandalan Sumber Cahaya Kuantum Tunggal

Dalam teknologi kuantum, penting sekali untuk menghasilkan foton satu per satu dengan kualitas yang sangat konsisten agar sistem kuantum seperti komputer dan komunikasi dapat bekerja dengan akurat. Namun, bahan semikonduktor tungsten diselenida yang biasa digunakan untuk ini sering terganggu oleh kontaminan udara sehingga menghasilkan sinyal foton yang tidak stabil dan berisik. Para insinyur dari Northwestern University menemukan solusi dengan melapisi tungsten diselenida menggunakan lapisan molekuler bernama PTCDA. Lapisan ini melindungi titik cacat atom yang memancarkan foton dari polusi udara dan menjaga kestabilan serta kualitas foton yang dihasilkan tanpa merusak sifat semikonduktor itu sendiri. Pemberian lapisan PTCDA meningkatkan kemurnian spektral foton sebesar 87%, mengurangi energi yang diperlukan untuk memproduksi foton, dan mengontrol pergeseran warna foton ke tingkat energi yang lebih rendah. Semua hal ini sangat menguntungkan bagi pengembangan perangkat komunikasi dan sensor kuantum yang presisinya bergantung pada foton tunggal yang andal. Para peneliti menegaskan bahwa keseragaman dalam kualitas foton sangat penting agar perangkat kuantum bisa direproduksi dan digunakan secara luas. Dengan lapisan molekuler ini, masalah variasi foton dapat diminimalkan sehingga mendekatkan teknologi kuantum pada penggunaan praktis seperti membangun jaringan kuantum dan internet kuantum. Langkah selanjutnya bagi tim penelitian adalah mencoba kombinasi material semikonduktor dan lapisan molekuler lain serta menggunakan arus listrik untuk mengendalikan emisi foton. Mereka berharap teknologi ini akan menjadi bagian utama dalam merealisasikan masa depan komunikasi dan komputasi kuantum yang stabil dan skalabel.