作者:方伟等 来源:《自然—通讯》 发布时间:2017/11/21 15:20:49
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室温下首次实现电驱动单光子源

 

高品质的单光子源是实现光量子信息技术的基础。20日,记者从浙江大学获悉,该校光电学院方伟与化学系金一政、彭笑刚合作,首次实现了室温下基于胶体量子点的电驱动高纯度单光子源,为研发实用化、集成化的单光子源开辟出一条新路。该成果研究论文日前发表于《自然·通讯》杂志上。

太阳光、电灯等发出的都是“抱团”的光子,而单光子源在确定的时间内最多发射一个光子。方伟介绍,光子“单行”,才能实现量子通信、光量子计算机等新一代技术实现所必须依赖的量子效应。设计制造出可集成化、使用方便的理想的单光子源一直是科学家们追求的目标。2014年起,方伟等学者就尝试用胶体量子点来制造新型的单光子源。

胶体量子点是一种已知的发光性能极好的纳米晶体材料。科学家要实现的目标是:如何让单个量子点在室温下通过电激发,高效地发出一个光子。在量子点中,如果电子与空穴复合,就会发出光子。由于通常状态下,半导体材料中的电子比空穴“跑”得快得多,想要在单个量子点中制造和谐的“复合”,必须想办法平衡两者速率。

在浙江大学现代光学仪器国家重点实验室里,记者看到了一片片指甲盖大小的透明器件,厚度不到一毫米的结构中,包含了巧妙的设计:他们将单个的胶体量子点用绝缘层包裹起来。这个绝缘层放慢了电子的“步伐”,同时也阻止了电子与空穴的直接复合而产生“杂光”。在2.6V电压的驱动下,单个的胶体量子点成功被激发,屏幕上看到的针尖大小的亮点,正是胶体量子点发出的一个个“单行”的光子。(来源:科技日报 江耘 周炜)

 
 
 
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