可於室溫操作的量子點單光子源問世
- 上線日期：2014/3/7 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
日本研究人員發現氮化鎵(GaN)量子點(quantum dot, QD)可在室溫下發出單一光子。此發現證明這些具有寬能隙的三族氮化物半導體能作為室溫單光子源，該結構非常適合應用於未來量子資訊處理器中的晶片通訊(on-chip communication)。
能在室溫下操作的單光子發射器可以使用於晶片量子通訊中，並能提供量子計算所需之量子位元(qbit)。III族氮化物所製作的量子點很適合用來製作這類元件，原因是這類材料具有高溫及化學穩定性、能承受大電壓，而且發出的光子波長可從紫外光涵蓋至紅外光。然而，由於III族氮化物有樣品品質不佳的問題，在此之前一直未能以此材料開發出室溫單光子發射器。
最近 ，東京大學(University of Tokyo)的Yasuhiko Arakawaua團隊在無塵室中以區域選擇性金屬有機化學氣相沉積法(selective-area MOCVD)成功製作此氮化鎵量子點元件。他們在覆蓋了25 nm厚氮化鋁層的藍寶石基板上成長量子點。製程包含濺鍍25 nm厚的二氧化矽於基板表面上，並以電子束微影術和反應性離子蝕刻製作孔隙陣列，這些孔隙用來分別成長氮化鎵奈米線及量子點。接著他們在奈米線週圍成長AlxGa1–xN層以形成核殼型結構，在其上並成長GaN量子點，最後以AlGaN層覆蓋結構。透過此方法，研究人員能控制量子點在基板上的位置，藉由脈衝雷射激發量子點並偵測其所發出之光。
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