Emisión de fotones en la banda-C por puntos cuánticos de (In,Ga)As generados por llenado de nanohoyos

 

Los protocolos para las nuevas comunicaciones cuánticas demandan fuentes capaces de producir pares de fotones entrelazados (entangled en inglés), de preferencia en la banda-C (1530-1565 nm) que  minimiza las pérdidas en la transmisión de señales por medio de fibras ópticas de silicio. Una posible alternativa son los puntos cuánticos (QD’s) de semiconductores crecidos epitaxialmente en los que se ha demostrado la posibilidad de generar fotones individuales y pares de fotones entrelazados, lo que ya se demostró para QD’s de InAs en una matriz de In_xGa _1−xAs pero por el modo de crecimiento Stransky-Krastanov que introduce esfuerzos y las consecuentes deformaciones en los QD’s.

 

Una nueva ruta para fabricar QD’s  libres de deformaciones consiste en llenar nanohoyos producidos por un ataque químico local a base de nanogotas. En este caso, se deposita Al sobre una capa del semiconductor Al_xGa_1−xAs, sin flujo de As, mediante el método de epitaxia de haces moleculares (Molecular Beam Epitaxy, MBE, por sus siglas en inglés). La gota del metal así formada, crece en el modo Volmer-Weber. Mediante un recocido posterior, el As se difunde de la capa superficial a la parte inferior de la gota lo que resulta en un nanohoyo. Estos nanohoyos se llenan con GaAs para luego cubrirse con otra capa de Al_xGa_1−xAs que constituye la barrera. Los QD’s obtenidos por este método pueden producir pares de fotones entrelazados.

 

En este trabajo, grupos de investigadores de Europa y EUA reportan por primera vez la fabricación de QD’s a partir de nanohoyos en capas de  In_0.52 Al_0.48As, llenados con In_0.53Ga _0.47As. Para evitar deformaciones estructurales, la capa de In_0.52 Al_0.48As se creció epitaxialmente (MBE) sobre un sustrato de InP (100).  En condiciones óptimas de nanohoyos profundos y llenado completo se obtuvo emisión bien definida en la banda C con un semiancho de aproximadamente 245 meV.

 

Este trabajo constituye un paso importante en la fabricación de QD’s libres de deformaciones por el método de gotas embebidas, para aplicaciones como fuentes de pares de fotones entrelazados para sistemas de telecomunicación cuántica.

 

Más detalles en: AIP Advances