首页 > 技术 > 通信网络 > 正文

透过调谐2D材料形貌可准确定位单光子的光源发射器

2017-06-02 08:32:20来源:Nature Communications

[摘要] 到目前为止,量子发射器主要应用于定位缺陷和应变梯度,但大多都是不可预测的。

         据悉,研究人员发现从2D材料中可精确定位量子光源发射器,并预测这种创造量子发射器的新方法并不局限于特定的分层材料,未来还可以从其他各种2D材料中进行探索。

  在过渡金属硫族化合物的原子薄层中虽然能观察到量子光源发射器,但多半都是从材料中随机发现的,密度通常也很低,因而阻碍了研究这种新型发射器的实验进展,

  原子薄层的过渡金属硫族化合物(如二硒化钨或二硫化钨)据说能发射单个光子,不过却是从随机的位置发射,因而使得实际的光源发射研究相当困难,无法确切掌握从何处寻找量子发射器(QE)。

  到目前为止,量子发射器主要应用于定位缺陷和应变梯度,但大多都是不可预测的。

  英国剑桥大学(University of Cambridge)和哈佛大学的研究人员最近在《自然通讯》(Nature Communications)期刊中发表“原子薄层半导体中的大规模量子发射器数组”(Large-scale quantum-emitter arrays in atomically thin semiconductors)研究,展示如何透过调谐这种2D材料的形貌,准确定位单光子的光源。

  研究人员在文中介绍如何透过将活性材料(剥离的WSe2或WS2单层)置于规律间隔开来的纳米柱顶部,取得了一连串分布于单层上的帐篷形尖峰,形成从单光子发射的局部实体扰动。

  接着,采用高解析直写微影工艺,先在二氧化硅基底上产生直径150nm、高度约60nm-190nm的二氧化硅(SiO2)纳米柱,以形成具有4μm间距的数组。

  研究人员采用全干式黏弹性沉积工艺,将二硒化钨和二硫化钨单层放置在这种数组的顶部,打造出能在可见光谱(分别在610-680nm和740-820nm)范围发射各种波长的数百个QE数组。

\

  从分层半导体的量子点所发射的单光子想象图 (来源:Pawel Latawiec/Harvard University)

  研究人员在文中解释,纳米柱在材料中产生局部变形,导致了激子的量子限制。透过研究人员的方式能让发射器以光子结构的方式放置,例如以可调整的方式实现光波导等需要精确和准确的定位应用。

  他们还发现这些量子发射器比其随机发射的方式更具有光谱稳定性,通常具有明亮的次纳米线宽发射峰值。增加纳米柱的高度,也降低了在每个纳米柱位置处出现峰值的数量,导致研究人员作出这样的结论:QE的光发射能够经由改变基础纳米结构的形状加以调整。在此情况下,研究人员推断MEMS或压电调谐可望动态调整QE,使其得以整合于光子结构中。


 

0
[责任编辑:黄文凤]

《安防知识网》一个服务号 二个订阅号 微信服务全面升级

不得转载声明: 凡文章来源标明“安防知识网”的文章著作权均为本站所有,禁止转载,除非取得了著作权人的书面同意且注明出处。违者本网保留追究相关法律责任的权利。

工信部:持续推进工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模块产业发展

工信部:持续推进工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模块产业发展

据工信部网站发布的消息,工信部日前复函政协十三届全国委员会第二次会议第2282号(公交邮电类256号)提案表示,将持续推进工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模块产业发展,根据产业发展形势,调整完善政策实施细则,更好的支持产业发展。通过行业协会等加大产业链合作力度,深入推进产学研用协同,促进我国工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模块产业的技术迭代和应用推广。
方案案例调研报告

注册会员免费申请杂志
及下载本站所有案例调研报告

立即免费注册