Физики из Еврейского университета в Иерусалиме, Центра ядерных исследований Сорек (оба — Израиль) и Мичиганского университета (США) получили первые изображения внутренней структуры квантовых точек, разрешение которых составляет доли ангстрема.

Квантовые точки — небольшие полупроводниковые кристаллы — рассматриваются в качестве основных кандидатов на роль кубитов; их также предлагают использовать при создании светодиодов нового типа и фотогальванических элементов. Любая квантовая точка представляет собой упорядоченное скопление атомов диаметром в 10–50 частиц.

Развитие технологий формирования таких скоплений сдерживало то, что их точная атомарная структура оставалась неизвестной.

Для того чтобы создать квантовые точки с определенным набором характеристик, нужно знать, какое расположение атомов будет оптимальным в данном случае», — комментирует один из участников исследования Рой Кларк (Roy Clarke).

Авторы работы сформировали квантовые точки на подложке из арсенида галлия, используя микроскопические капли индия и сурьму. Затем на созданные точки было направлено рентгеновское излучение от источника фотонов Advanced Photon Source Аргоннской национальной лаборатории (США).

Область контакта квантовой точки с подложкой (вертикальное сечение квантовой точки). Каждому пику соответствует отдельный атом. (Иллюстрация Роя Кларка)

Пучок излучения, действуя подобно рентгеновскому микроскопу, раскрыл детали внутренней структуры исследуемых объектов; поскольку длина волны излучения очень мала, разрешение изображений оказалось невероятно высоким.

Мы смогли определить положение отдельных составляющих квантовой точки с точностью до сотой доли нанометра», — с гордостью говорит г-н Кларк.