Avanceret lyskontrol

Den danske fysiker Peter Lodahl, der forsker ved universitet i Twente i Holland har eksperimentelt eftervist en 17 år gammel teori for, hvordan man kan styre udsendelsen af fotoner, når et anslået atom spontant henfalder til et lavere energiniveau. Peter Lodahl fortæller, at det kan bane vejen både for mere effektive miniaturelasere, solceller og andre kvante-komponenter.

Ifølge kvanteteorien er tidspunktet for og retningen af de udsendte fotoner tilfældig og kan kun beskrives ved en sandsynlighedsproces. Den amerikanske forsker Eli Yablonovitch forudsagde dog i 1987 teoretisk, at processen kan styres med specielle nanostrukturer i form af krystaller med fotoniske båndgab.

Peter Lodahls nanokrystaller består af små lufthuller i en krystal af titaniumoxid. I disse krystaller er implementeret såkaldte kvantepunkter i form af halvledermaterialet cadmium-selenid. Kvantepunkterne har en diameter på 4,5 nanometer, og de opfører sig som såkaldte syntetiske atomer. Forskerne bringer kvantepunkter op på et højere energiniveau med en kort laserpuls, og efterfølgende venter de på, at kvantepunktet falder tilbage til sit almindelige energiniveau ved at måle, hvor lang tid det tager før en foton udsendes og i hvilken retning, den bevæger sig.

Ved at variere positionen af lufthullerne har Peter Lodahl kunnet styre tidspunktet for udsendelse af fotoner og tilmed gjort udsendelsen mere retningsafhængig end det, der gælder i ikke fotoniske krystaller. u