Ученые создали алмазы с примесью олова размером несколько микрометров в микроволновой плазме. Эти кристаллы имеют возможность поглощать и переизлучать видимый свет, что может быть использовано для передачи информации между компонентами квантовых компьютеров. Это достижение является первым в своем роде и открывает новые возможности в области разработки квантовых технологий.
Квантовые компьютеры могут эффективно решать некоторые задачи, которые классические суперкомпьютеры выполняют значительно медленнее. Они используют кубиты вместо битов, что позволяет совершать более сложные операции и ускоряет вычисления. Роль кубитов в квантовых компьютерах могут играть примесные центры окраски из олова, германия или кремния в алмазах, однако рабочие состояния возникают только при очень низких температурах. Несмотря на то, что у олова рабочая температура выше, чем у кремния или германия, до сих пор не было надежного метода синтеза крупных высококачественных алмазов с включениями олова.
Ученые из Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН вместе с коллегами разработали новый метод создания алмазных микрочастиц с одиночными центрами окраски из олова в СВЧ-плазме. Для роста алмазов исследователи использовали реактор, заполненный метаном и водородом. В установку помещали затравочные кристаллы алмаза и частицы оксида олова, которые затем нагревали СВЧ-излучением до температур, достигающих 1000 °C. Метан служил источником углерода для растущего алмаза, а водород извлекал отдельные атомы олова из частиц, которые включались в кристаллическую решетку алмаза после осаждения на его поверхности. Этот метод является первым в мире и открывает новые возможности для создания алмазных микрочастиц с уникальными свойствами.
«Наша работа доказала, что изготовить высококачественные алмазы с оловом вполне реально. Получаемые предложенным нами способом алмазы будут полезны в области оптической сенсорики температуры, квантовой оптики, а также для хранения и передачи квантовой информации. В дальнейшем мы планируем совершенствовать методику для синтеза высококачественных пленок с включениями олова на макроскопических алмазных кристаллах размером в несколько миллиметров», — рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Вадим Седов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории алмазных материалов Института общей физики РАН.
Источник фото на превью и в галерее: Вадим Седов / Институт общей физики имени А.М. Прохорова РАН
Материал подготовлен при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.
