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科学家实现室温下电驱动单光子源,浙大科学家

时间:2019-08-15 06:02来源:科学研究
方伟介绍,制备新型量子光源不需要苛刻的工作环境,样品的制备可以通过便捷的溶液旋涂法完成。在光量子技术实用化、集成化的需求面前,这一新型光源纯度高、制备工艺简单、工

方伟介绍,制备新型量子光源不需要苛刻的工作环境,样品的制备可以通过便捷的溶液旋涂法完成。在光量子技术实用化、集成化的需求面前,这一新型光源纯度高、制备工艺简单、工作电压低等特征展现出了特别的优势。研究团队认为,随着目前胶体量子点合成技术的快速发展,他们将进一步改进技术路线,为真正实现量子信息应用做出贡献。

胶体量子点是一种已知的发光性能极好的纳米晶体材料。科学家需要实现的目标是:如何让单个的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。

高品质的单光子源是实现光量子信息技术应用的基础。浙江大学研究人员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一条新路。相关论文日前发表于《自然通讯》杂志。 单光子源与我们日常所见的传统光源不同。太阳光、电灯等发出的是抱团的光子,而单光子在确定的时间内最多发射一个光子。光子单行,才能实现量子通信、光量子计算机等新一代技术所依赖的量子效应。 胶体量子点是一种发光性能极好的纳米晶体材料。科学家的目标是让单个的量子点在室温下通过电激发,高效发出一个光子。半导体中有自由电子和空穴两种电流载体,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,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,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,包含了研究人员巧妙的设计: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2.6伏电压的驱动下,单个的胶体量子点成功被激发,显示屏幕上出现针尖大小的亮点,正是胶体量子点发出的一个个单行的光子。这一巧妙的设计,成功保证了高纯度单光子的产生。 据介绍,制备新型量子光源不需要苛刻工作环境,样品的制备可以通过便捷的溶液旋涂法完成。在光量子技术实用化、集成化的需求面前,这一新型光源纯度高、制备工艺简单、工作电压低等特征展现了特别的优势。来源:新华网

2014年起,方伟、金一政、彭笑刚等学者尝试用胶体量子点来制造新型的单光子源。

高品质的单光子源是实现光量子信息技术的基础。浙江大学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。研究论文近日发表于《自然—通讯》。

单光子源与我们日常所见的传统光源大为不同。太阳光、电灯等发出的都是“抱团”的光子,而单光子源顾名思义,它在确定的时间内最多发射一个光子。光子“单行”,才能实现量子通信、光量子计算机等新一代技术所依赖的量子效应。

该成果的相关研究论文于日前发表于Nature Communications。

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追求的目标。在凝聚态领域,目前主流的方法有自组织量子点与金刚石色心等两种体系,但面向实际应用,仍然存在局限与巨大挑战。

浙大科学家实现室温下的电驱动单光子源

单光子源与日常所见的传统光源大为不同,太阳光、电灯等发出的都是“抱团”的光子,而单光子源顾名思义,它在确定的时间内最多发射一个光子。

胶体量子点是一种已知的发光性能极好的纳米晶体材料。科学家需要实现的目标是:如何让单个的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。

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。在凝聚态领域,目前主流的方法有自组织量子点与金刚石色心等两种体系,但面向实际应用,仍然充满着局限与巨大挑战。2014年起,方伟、金一政、彭笑刚等学者联手,另辟蹊径,尝试用胶体量子点来制造新型的单光子源。

研究团队认为,随着目前胶体量子点合成技术的快速发展,他们将进一步改进技术路线,并有信心为真正实现量子信息应用做出贡献。

单光子源与我们日常所见的传统光源大为不同。太阳光、电灯等发出的都是“抱团”的光子,而单光子源顾名思义,它在确定的时间内最多发射一个光子。光子“单行”,才能实现量子通信、光量子计算机等新一代技术所依赖的量子效应。

方伟介绍,制备新型量子光源不需要苛刻工作环境,样品的制备可以通过便捷的溶液旋涂法完成的。在光量子技术实用化、集成化的需求面前,这一新型光源纯度高、制备工艺简单、工作电压低等特征展现出了特别的优势。研究团队认为,随着目前胶体量子点合成技术的快速发展,他们将进一步改进技术路线,并有信心为真正实现量子信息应用做出贡献。

胶体量子点是一种已知的发光性能极好的纳米晶体材料。科学家需要实现的目标是:如何让单个的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。

高品质的单光子源是实现光量子信息技术的基础。浙江大学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。研究论文于近日发表于Nature Communications。论文第一作者为博士生林星、戴兴良、濮超丹。

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。

他介绍,光子“单行”,才能实现量子通信、光量子计算机等新一代技术所依赖的量子效应。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。

《科技日报》2017年11月20日

方伟副教授的实验室主页上写着一句话:“太阳用连续的光谱展示多彩的天地万物,我们用一两个光子探索神奇的量子世界。”

科技日报杭州11月20日电 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。

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,包含了科学家巧妙的设计: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。

编辑:科学研究 本文来源:科学家实现室温下电驱动单光子源,浙大科学家

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