浙大科學家實現室溫下的電驅動單光子源

　　 高品質的單光子源是實現光量子信息技術的基礎。浙江大學光電學院方偉與化學系金一政、彭笑剛合作，首次實現了室溫下基于膠體量子點的電驅動高純度單光子源，為研發實用化、集成化的單光子源開辟出一條新路。研究論文于近日發表于Nature Communications。論文第一作者為博士生林星、戴興良、濮超丹。

　　單光子源與我們日常所見的傳統光源大為不同。太陽光、電燈等發出的都是“抱團”的光子，而單光子源顧名思義，它在確定的時間內最多發射一個光子。光子“單行”，才能實現量子通信、光量子計算機等新一代技術所依賴的量子效應。

　　設計制造出可集成化、使用方便的理想的單光子源一直是科學家們追求的目標。在凝聚態領域，目前主流的方法有自組織量子點與金剛石色心等兩種體系，但面向實際應用，仍然充滿著局限與巨大挑戰。2014年起，方偉、金一政、彭笑剛等學者聯手，另辟蹊徑，嘗試用膠體量子點來制造新型的單光子源。

　　膠體量子點是一種已知的發光性能極好的納米晶體材料。科學家需要實現的目標是：如何讓單個的量子點在室溫下通過電激發，高效地發出一個光子。在量子點中，如果電子與空穴復合，就會發出光子。由于通常狀態下，半導體材料中的電子比空穴“跑”得快得多，想要在單個量子點中制造和諧的“復合”，必須想辦法平衡兩者速率。

　　方偉介紹，制備新型量子光源不需要苛刻工作環境，樣品的制備可以通過便捷的溶液旋涂法完成的。在光量子技術實用化、集成化的需求面前，這一新型光源純度高、制備工藝簡單、工作電壓低等特征展現出了特別的優勢。研究團隊認為，隨著目前膠體量子點合成技術的快速發展，他們將進一步改進技術路線，并有信心為真正實現量子信息應用做出貢獻。