Investigadores han desarrollado un modelo físico integral para describir la formación y las propiedades de los centros de color activados por láser en silicio. Estos centros, que son defectos cristalinos capaces de emitir fotones individuales, son prometedores para aplicaciones en computación cuántica y detección cuántica. El nuevo modelo permite predecir con precisión cómo la irradiación láser influye en la creación de estos centros, optimizando su fabricación y control.

El estudio aborda la complejidad de crear estos emisores de fotones únicos de manera controlada. Tradicionalmente, la formación de centros de color en silicio, como los centros G o W, se ha logrado mediante implantación iónica o irradiación de electrones, seguido de un recocido térmico. Sin embargo, estos métodos carecen de la precisión espacial necesaria para la integración en dispositivos a nanoescala. La activación por láser ofrece una alternativa local y controlable, pero hasta ahora, la comprensión de los mecanismos subyacentes era limitada.

El modelo desarrollado integra la interacción del láser con el material, la generación de defectos y su posterior difusión y formación de complejos. Esto permite simular el proceso de principio a fin, desde la absorción de energía láser hasta la configuración final de los centros de color. Los resultados del modelo se han validado experimentalmente, mostrando una alta concordancia con las observaciones. Esta capacidad predictiva es crucial para diseñar arquitecturas cuánticas basadas en silicio.

Este avance es significativo porque el silicio es un material ampliamente utilizado en la industria microelectrónica, lo que facilita la integración de la tecnología cuántica con la infraestructura existente. La capacidad de crear y controlar centros de color de forma precisa abre la puerta a la fabricación escalable de qubits fotónicos y sensores cuánticos en plataformas de silicio. El siguiente paso será aplicar este modelo para optimizar la producción de dispositivos cuánticos funcionales y explorar nuevas configuraciones de centros de color.