TR Dizin İndeksli Yayınlar / TR Dizin Indexed Publications Collection
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/7149
Browse
2 results
Search Results
Publication Altıgen Bor Nitrür Kusur Merkezlerinden Elde Edilen Tek-fotonlar ile Kuantum Kriptoloji(2021) Uyanık, Kıvanç; Mutlu, Görkem; Çakır, Özgür; Ateş, SerkanKuantum anahtar dağıtımı (KAD) kuantum mekaniğinin temel yasalarına dayalı güvenli bilgi teknolojileri kapsamında önerilmiş birçok uygulama arasında pratik kullanıma en yakın olanıdır. KAD iki kullanıcı arasında güvenli bilgi paylaşımı için kullanılan anahtarın üretilmesini ve dağıtılmasını sağlar. KAD sistemlerinin çalışma prensibinin ve sağladığı güvenliğin temelinde anahtarın tek fotonlar üzerinden kullanıcılar arasında dağıtılması vardır. Bu sebeple, verimli tek foton kaynakları KAD sistemleri için kritik öneme sahiptir. Literatürde farklı tek-foton kaynakları ile KAD gösterimleri mevcuttur ancak elde edilen anahtar üretim oranları ve güvenlik seviyeleri tek-foton kaynaklarının performanslarından kaynaklanan sebeplerle istenilen değerlere ulaşamamıştır. Bu sebeple, özellikle oda sıcaklığında ışıyan verimli tek-foton kaynaklarına yönelik araştırmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu projede alternatif olarak son zamanlarda popüler olan altigen bor nitrür (hBN) içerisindeki kusur merkezleri KAD için tek-foton kaynağı olarak çalışıldı. HBN bilinen diğer iki boyutlu malzemelerden farklı olarak sahip olduğu geniş bant aralığı sayesinde (~5.5 eV) farklı enerji değerlerine sahip kusur merkezleri barındırır. Böylece, mor-ötesinden görünür bölgeye kadar olan geniş bir spektrumda tek-foton ışıması elde edilebilir. Ayrıca, hBN kusur merkezlerinden elde edilen tek-foton ışımasını 800 K gibi çok yüksek sıcaklıklarda da gözlemlemek mümkündür. Bütün bu özellikleri nedeniyle hBN malzemesinin kuantum bilgi teknolojileri, metroloji ve sensör teknolojileri gibi farklı alanlarda ve farklı ortam koşullarında kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu proje kapsamında hBN içerisindeki kusur merkezlerinden elde edilen sıfır-fonon çizgisi (ZPL) ışımasının kuantum optik özelliklerinin incelendi ve bu yapılar ile ilk defa B92 protokolüne dayalı açık-hava KAD gösterimi yapıldı.Publication Kuantum Anahtar Dağıtımı için Nanofotonik Işık Kaynakları(2020) Ateş, SerkanBu projenin amacı silisyum-nitrür malzemesi ile değişik geometrilerde kavite tasarımı ve fabrikasyonu yaparak kendiliğinden dört-dalga karışımı (Spontaneous Four-Wave Mixing, SFWM) işlemi ile 780 nm bandında verimli ve dar-bant foton çifti üretimi yapabilecek nanofotonik aygıtların geliştirilmesidir. Foton-çifti üretimi için kullanılan silisyum-nitrür, silisyuma göre daha düşük bir doğrusalsızlığa sahip olmasına rağmen hem telekom bandında ihmal edilecek seviyelerde optik kayıplar göstermesi hem de çok geniş bir optik saydamlık bandına sahip olmasından dolayı tümleşik kuantum optik uygulamalar için çok uygun bir malzemedir. Projede ilk olarak dört-dalga karışımı yöntemi kullanarak foton-çifti üretimi işleminin teorik altyapısı çalışılmış ve özellikle 780 nm bandında verimli foton-çifti üretimine elverişli dalga-kılavuzu ile halka rezonatör aygıtların tasarımı için simulasyon çalışmaları yapılmıştır. Tesbit edilen en uygun dalga kılavuzu geometrisi (fabrikasyona da uygun şekilde) yaklaşık olarak 460 nm yüksekliğe ve 460 nm genişliğe sahiptir. Foton-çifti üretimi verimini artırmak için tasarlanan halka rezonatör yapısı ise yaklaşık 20 mikrometre yarıçapında olup dalga kılavuzu ile aralarındaki optimum uzaklık ise 140 nm olarak belirlenmiştir. Simulasyonlar sonucunda belirlenen parametreler çerçevesinde tasarlanan aygıtların fabrikasyonu yapılarak hedeflenen aygıtlar elde edilmiştir. Fabrikasyonu yapılan bu aygıtların optik karakterizasyonları laboratuvarımızda kurulan optik iletim düzeneği ile yapılmış ve 780 nm bandında sahip oldukları kavite modları gözlemlenmiştir. Ayrıca proje kapsamında Hanbury-Brown Twiss interferometresi kurulmuş ve farklı bir tek-foton kaynağı kullanılarak testleri yapılmıştır. Bu sistemler silisyum-nitrür halka-rezonatörlerden elde edilebilecek foton-çiftleri ile yapılacak foton korelasyon ölçümleri için önemli bir hazırlık olmuştur. Son olarak, geliştirilen aygıtlardan elde edilecek foton-çiftlerinin perofrmans testlerine yönelik bir kuantum anahtar dağıtımı sisteminin kurulum çalışmaları yapılmıştır.