量子发射器从晶莹剔透到纯单光子
光子，光的基本粒子，通过电脑屏幕或手机发出的光将这些词带到你的眼睛。光子在下一代量子信息技术中发挥着关键作用，例如量子计算和通信。据 KAIST 研究人员称，能够产生单个纯光子的量子发射器是此类技术的关键，但仍有许多问题尚未解决。
Yong-Hoon Cho 教授的一个研究小组开发了一种技术，可以通过减少目标周围的噪声来隔离所需质量的发射器，他们称之为“纳米级聚焦针点”。他们于 6 月 24 日在ACS Nano上发表了他们的结果。
“纳米级聚焦针点是一种在极低剂量离子束下的结构无损技术，通常适用于各种平台，以提高其单光子纯度，同时保留集成光子结构，”该系的主要作者 Yong-Hoon Cho 说。 KAIST的物理学。
为了从固态材料产生单光子，研究人员使用了宽带隙半导体量子点——具有特殊潜在特性的制造纳米粒子，例如能够将电流直接注入小芯片并在室温下运行以进行实际应用。通过在传播光的光子结构中制造量子点，然后用氦离子照射它，研究人员推测他们可以开发一种量子发射器，可以减少不需要的嘈杂背景并按需产生单个纯光子。
Cho 教授解释说：“尽管具有高分辨率和多功能性，但由于加速离子束的高动量，聚焦离子束通常会抑制轰击区域周围的光学特性。我们关注的事实是，如果聚焦离子束得到很好的控制，只有在不破坏结构的情况下，才能以高空间分辨率选择性地抑制背景噪声。”
换句话说，研究人员将离子束集中在一个针刺上，有效地切断了量子点周围的相互作用，并消除了可能与量子点发射的光子纯度产生负面相互作用并降低其纯度的物理特性。
“这是第一个开发的技术，可以在不改变量子发射器和内置光子结构的光学特性的情况下抑制背景噪声，”Cho 教授断言。
Cho 教授将其与受激发射损耗显微术进行了比较，后者是一种用于减少焦点区域周围光线但使焦点保持照明的技术。结果是增加了所需视觉目标的分辨率。
“通过调整聚焦离子束照射区域，我们可以通过淬灭周围的发射器来选择具有纳米级分辨率的目标发射器，”Cho 教授说。“这种纳米级选择性淬火技术可以应用于各种材料和结构平台，并进一步扩展到光存储器和高分辨率微显示器等应用。”韩国国家研究基金会和三星科技基金会支持这项工作。
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