二維材料結合製作「量子LED」

OFweek半導體照明網訊 實現利用糾纏態的量子狀態完成複雜計算在內的量子計算的科學和工程上的挑戰之一就是創造一個可以電控產生單光子在量子網路中承載數據的器件。產生這些單光子的方法之一是利用精確設置的光學元件構成複合多激光裝置。近來，層狀材料製成的量子發射器展現出了發展潛力。但即便是這些層狀材料也需要某種光源去觸發單光子的發射。

劍橋大學的研究者在《自然·通信》（Nature Communications）發文稱，作為有光學活性的半導體，二硒化鎢和二硫化鎢可以用於製作量子光發生器。

過渡金屬硫族化合物薄層提供了一個電子填充空穴的二維緊密受限區域。當電子移動到處於較低能級的空穴中時，能級差會產生一個光子。在英國研究者製作的量子LED中，電壓推動電子通過器件並填充空穴，產生單光子。研究者們相信，這個完全電控的超薄平台將使量子通信中的片上單光子發射更接近現實。

「最終，我們需要一個可以通過電脈衝控制的完全集成器件，而不必用外部光源將激光匯聚在電路的不同部分。」論文的主要作者之一，來自劍橋大學卡文迪許實驗室（Cambridge』s Cavendish Laboratory）的教授MeteAtatüre在新聞發布會上說道。「對於單光子量子通信和不同節點之間的量子網路來說，我們希望僅僅通過驅動電流得到光。有很多發射器是光碟機動的，但只有少數是電驅動的。」

這項研究表明二硒化鎢可以作為電控量子發射器。然而研究者也表明二硫化鎢是一種全新的可以全電控產生可見光波段單光子的量子發射器。

Atatüre補充道：「我們選擇二硫化鎢是因為我們想看看是不是不同材料能發射不同光譜範圍的單光子。因此，我們發現量子發射並不是二硒化鎢的獨特性質，這暗示著許多其他層狀材料也可能有這種量子點特性。」

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