《自然·纳米技术》:中美学者发现类石墨烯新型单光子源

2025年04月01日 阅读量:193

元素百科信息频道:从中国科技大学获悉,潘建伟、陆朝阳学者与华盛顿大学徐晓东、香港大学姚王合作,最近首次在石墨烯单原子半导体材料中发现非经典单光子发射器,连接量子光学和二维材料两个重要领域,开辟了通往新光量子设备的道路。

石墨烯缺陷

自2004年英国科学家成功制备石墨烯(即单原子层碳)以来,该材料的物理内涵和优良性质引发了国际学术界的研究热潮。然而,由于石墨烯没有直接发光的电子结构,它限制了它在光电设备中的应用。

新型石墨烯材料    

近年来,新型石墨烯材料“单原子层过渡金属硫化物”以其独特的光电性能备受关注。然而,世界上所有关于单原子层二维材料的研究都集中在经典光学领域,光子反聚束等量子光学现象在实验中尚未观察到。

由潘建伟、陆朝阳等中国科技大学学者领导的团队最近在世界上首次发现,二硒化钨二维单原子层的原子缺陷可以成为发射单光子的装置,具有良好的单色和偏振性能,可以通过外部磁场大大调节发光波长。

与其他单光子系统相比,这种基于单原子层的单光子器件不仅有利于光子的读取和控制,而且可以很容易地制备和实现与微纳结构谐振腔等其他光电器件平台的结合,从而实现高效的光量子信息处理线路。理论表明,单电子多自由度的量子调节也可以通过电场控制应用于未来可容错量子计算研究。

该研究最近发表在国际权威学术期刊《自然纳米技术》上,该杂志评论说,它“开辟了一个新的研究领域”。

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