中科大實(shí)現(xiàn)單分子單光子發(fā)射及其源陣列首次清晰展示

  從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)的董振超研究小組，通過(guò)發(fā)展與掃描隧道顯微鏡(STM)相結(jié)合的單光子檢測(cè)技術(shù)和分子光電特性調(diào)控手段，首次清晰地展示了空間位置和形貌確定的單個(gè)分子在電激勵(lì)下的單光子發(fā)射行為及其單光子源陣列。國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》9月18日發(fā)表了這項(xiàng)成果?！　　　喂庾釉吹难芯恳恢笔橇孔有畔㈩I(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，清晰可控的高密度單光子源陣列更是構(gòu)建量子芯片器件和量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。在眾多的單量子發(fā)光體，包括半導(dǎo)體量子點(diǎn)、原子、分子、色心等，單分子體系由于其發(fā)光頻率易于調(diào)控、譜線較窄、且發(fā)光行為具有高度的均一性而受到廣泛的關(guān)注。此外，電泵單光子源還在納米光電集成和相關(guān)量子器件方面具有潛在的應(yīng)用前景?！　　　〉牵谄駷橹沟膯畏肿芋w系的電泵單光子源研究中，由于受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)和熒光淬滅效應(yīng)的制約，一直難以實(shí)現(xiàn)從空間位置和形貌確定的單個(gè)分子產(chǎn)生強(qiáng)而穩(wěn)定的單分子電致發(fā)光信號(hào)，因此，基于單個(gè)孤立分子的電泵單光子發(fā)射行為一直未能得到清晰明確的展示。　　　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)巧妙調(diào)控隧道結(jié)納腔等離激元的寬頻、局域與增強(qiáng)特性，拓展了測(cè)量極限，為在單分子水平上觀測(cè)和調(diào)控分子的光電行為提供了有力手段。他們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，所有分子均表現(xiàn)出近乎全同的單光子發(fā)射特性，實(shí)現(xiàn)了高密度單光子源陣列的構(gòu)造和展示?！　　　∵@些研究結(jié)果不僅為在納米尺度研究金屬附近分子的光物理現(xiàn)象提供了新的手段，也為研發(fā)面向光電集成量子技術(shù)的電泵單分子單光子源提供了新的思路?！蹲匀弧ねㄓ崱冯s志的審稿人評(píng)價(jià)說(shuō)，“這個(gè)結(jié)果無(wú)疑開(kāi)創(chuàng)了該領(lǐng)域的最新水平，為納米光子源的研究和發(fā)展提供了新的機(jī)會(huì)”?！　　　【庉孅c(diǎn)評(píng)　　　　單光子源的研究一直是量子信息領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，清晰可控的高密度單光子源陣列更是構(gòu)建量子芯片器件和量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。但是，在迄今為止的單分子體系的電泵單光子源研究中，由于受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)和熒光淬滅效應(yīng)的制約，一直難以實(shí)現(xiàn)從空間位置和形貌確定的單個(gè)分子產(chǎn)生強(qiáng)而穩(wěn)定的單分子電致發(fā)光信號(hào)，因此，基于單個(gè)孤立分子的電泵單光子發(fā)射行為一直未能得到清晰明確的展示?！　　?/span>