Een volledig optische transistor, een sensor ter grootte van een molecuul en een nieuw soort enkele-fotonenbron voor quantumcommunicatie: het zijn allemaal gedroomde toepassingen van fundamentele natuurkunde die dankzij Robert Smit een stapje dichterbij komen. Op 12 juni verdedigde hij in Leiden zijn proefschrift cum laude.
Smit deed zijn promotieonderzoek in de groep van Michel Orrit, waar onderzoekers met behulp van enkele moleculen een wereld aan natuurkunde blootleggen. Orrit werkt al vijftienjaar aan de droom om een volledig optische transistor te maken’, vertelt Smit. ‘Die zou extreem snel en zuinig zijn.’
Smit bracht hiervoor een molecuul in een specifieke energietoestand, een zogenaamde triplet-toestand. Als die terugvalt naar de grondtoestand, komt er een heel klein beetje energie vrij door een uitgezonden foton. ‘Dat heet fosforescentie en is precies wat ik wilde detecteren. Het molecuul straalt daarbij heel zwak licht uit over een wat langere tijd. Een beetje zoals glow-in-the-dark sterren op veel kinderkamers. Om dat signaal te meten moest ik al het omgevingslicht blokkeren, dus mijn opstelling was helemaal afgeschermd met doeken. Het vinden van die fosforescentie was wel een heel tof moment in mijn PhD.’
Toch is er nog een hoop werk nodig. ‘We moeten het molecuul nog op een efficiëntere manier in de tripletstaat krijgen. Bovendien koelen we de hele boel nu nog tot vier graden Kelvin, niet heel handig voor alledaagse technologieën.’
Lees over de sensor en de fotonenbron het hele stuk op de site van de Universiteit Leiden.
