بلورة طبقية تضاعف شدة الضوء سبع مرات سريع
قطعة عادية من شبه الموصل تغيّر لون الضوء المار عبرها بشكل ضعيف. وظل الفيزيائيون لعقود يتغلبون على هذا القيد بوضع البلورة في بيئة معقدة، لكن المادة نفسها بقيت كما هي.
الآن، جمع الباحثون «ساندويتشًا» من طبقات رقيقة متناوبة من زرنيخيد الغاليوم وزرنيخيد الألومنيوم-الغاليوم. الضوء الذي يدخل هذه البلورة الطبقية يجعل الإلكترونات تقفز بين الطبقات — ونتيجة لذلك تولد موجة بتردد مضاعف. شعاع تحت الأحمر بطول موجة 1550 نانومتر يتحول إلى أخضر بطول 775 نانومتر.
ولكي تكون الطبقات مستوية تمامًا، أخذ العلماء فترات توقف أثناء نمو البلورة. أظهر المجهر الإلكتروني أن الحدود بين الطبقات أصبحت أكثر حدة، وزادت الكفاءة. وتعد الحسابات بالمزيد — حتى 7 نانومتر لكل فولت لتصميمات أكثر تعقيدًا.
هذه المادة ستكون مفيدة في الاتصالات الكمومية: فهي قادرة على توليد أزواج من الفوتونات المتشابكة عند طول موجة اتصالات — وهي بالضبط ما نحتاجه لنقل البيانات بشكل آمن.
الانتقال من الضوء تحت الأحمر إلى الأخضر هو مضاعفة التردد. لو تضاعف تردد الصوت بنفس الطريقة، لتحولت نغمة «دو» إلى «دو» في الأوكتاف التالي.
في مسلسل «ستار تريك»، يُستخدم التشابك الكمومي للتواصل الفوري؛ البلورات الطبقية من هذا البحث يمكن أن تكون مصدرًا للفوتونات المتشابكة لمثل هذه الشبكة.