單光子發射器-深入了解量子世界

楊允中 | 特約編輯 (臺灣大學化學系碩士生)

單光子光源的發展是量子訊息研究的重要環節,因此其相關技術發展至關重要。合格的單光子光源需要保證在有需求時能夠發射單個光子,且其純度大於50%。白熾燈泡或 LED等傳統光源一次發射單個光子的概率非常低。雷射光源雖然可以發射單光子流,但不能無法隨時保證有單光子。

日前,Nicolas Grandjean 教授領導的 EPFL 研究人員藉由在矽底材上生長的寬帶隙半導體量子點,成功研發出由氮化鎵和氮化鋁 (GaN/AlN) 組成的單光子光源,不僅符合成本效益,在低溫下也具有 95% 的單光子純度,在室溫下純度為 83%。此光源在高達 1 MHz 的光子發射率下,仍然能保持單光子純度超過 50%,對半導體在單光子光源的應用上做出一大貢獻。

GaN/AlN 量子點檯面結構示意圖
GaN/AlN 量子點檯面結構示意圖 (圖取自資料來源2) https://doi.org/10.1038/s41377-022-00799-4

資料來源

  1. Single photon emitter takes a step closer to quantum tech
    https://phys.org/news/2022-05-photon-emitter-closer-quantum-tech.html
  2. Single photon emission and recombination dynamics in self-assembled GaN/AlN quantum dots
    https://www.nature.com/articles/s41377-022-00799-4

Similar Posts