Courtesy of InterestingEngineering

Penggantian Hidrogen dengan Deuterium di Silikon Tingkatkan Efisiensi Pemancar Foton Kuantum

Mengidentifikasi bagaimana penggantian isotop hidrogen dengan deuterium dalam T center pada silikon dapat secara drastis meningkatkan efisiensi emisi foton tunggal untuk mendukung pengembangan teknologi kuantum dan jaringan komunikasi berbasis foton.

01 Mar 2026, 14.54 WIB

230 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Perubahan isotop pada pusat T di silikon dapat meningkatkan efisiensi emisi foton.
Silikon memiliki potensi besar untuk digunakan dalam teknologi kuantum meskipun sebelumnya dianggap tidak efisien.
Penelitian ini membuka jalan bagi integrasi teknologi kuantum dengan infrastruktur komunikasi yang ada.

Jerman, Jerman - Para peneliti menemukan bahwa mengganti atom hidrogen biasa dengan isotop deuterium yang lebih berat dalam cacat kristal T center pada silikon secara signifikan meningkatkan efisiensi emisi foton tunggal. Temuan ini bertolak belakang dengan anggapan lama bahwa silikon tidak efisien untuk sumber cahaya kuantum.

Mereka menggunakan silikon ultra-murni dan spektroskopi canggih pada suhu sangat rendah untuk mengamati efek isotop pada getaran ikatan C-H di dalam T center, menemukan bahwa deuterium menurunkan energi getaran dan menghambat peluruhan energi tanpa cahaya. Ini menghasilkan waktu hidup keadaan tereksitasi 5,4 kali lebih lama dan efisiensi hingga 98%.

Penemuan ini membuka peluang bagi teknologi kuantum yang lebih efisien dan kompatibel dengan infrastruktur internet serat optik yang ada. Photonic Inc telah mulai mengadopsi teknologi ini dan studi lanjutan sedang dilakukan untuk memahami mode getaran dan dampaknya secara lebih komprehensif.

Referensi:
[1] https://www.interestingengineering.com/science/silicon-for-quantum-internet

Analisis Ahli

Moein Kazemi

"Isotop deuterium mengubah mode getaran lokal secara fundamental yang menekan jalur peluruhan nonradiatif, meningkatkan masa hidup dan efisiensi emisi foton."

Daniel Higginbottom

"Model baru yang hanya mempertimbangkan mode regangan C–H berhasil menjelaskan fenomena ini, berbeda dari model tradisional yang gagal menjelaskan efek isotop kuat ini."

Analisis Kami

"Penemuan efek isotop yang sangat besar dalam T center adalah terobosan yang mengubah paradigma efisiensi pusat warna di silikon. Ini menunjukkan bahwa dengan pendekatan sederhana seperti substitusi isotop, material yang sebelumnya dianggap kurang ideal bisa menjadi tulang punggung teknologi kuantum masa depan."

Prediksi Kami

Penggantian isotop hidrogen dengan deuterium dalam silikon dapat membuka jalan bagi perangkat pemancar foton tunggal yang sangat efisien dan praktis, mempercepat perkembangan komputer kuantum dan jaringan komunikasi kuantum yang terintegrasi dengan infrastruktur telekomunikasi modern.