p uma, Imagem de seção transversal TEM de uma ilha de monocamada única de In (Ga) N / GaN. b, Uma imagem HAADF-STEM de alta ampliação da monocamada atômica única de In (Ga) N, enquanto o painel superior mostra o esquema atômico correspondente. c, Imagem de SEM de visão inclinada de matrizes de pilares nanoimpressos em (Ga) N / GaN após ataque a úmido e nanoimpressão novamente, a parte interna da figura representa um pilar típico. d, Espectro de fotoluminescência do emissor das regiões de medição escolhidas a 8 K sob excitação de 355 nm. e, Autocorrelação do pico principal como o retângulo sombreado em laranja e junto com os picos de energia mais baixos como o retângulo sombreado amarelo na figura d. Crédito:Xiaoxiao Sun, Ping Wang, Tao Wang, Ling Chen, Zhaoying Chen, Kang Gao, Tomoyuki Aoki, Li Mo, Jian Zhang, Tobias Schulz, Martin Albrecht, Weikun Ge, Yasuhiko Arakawa, Bo Shen, Mark Holmes, e Xinqiang Wang
p Emissores de fóton único são dispositivos essenciais para a realização de futuras tecnologias quânticas ópticas, incluindo computação quântica óptica e distribuição de chaves quânticas. Em direção a esse objetivo, Cientistas na China e no Japão identificaram e caracterizaram um novo tipo de emissor quântico formado a partir de ilhas de monocamada de InGaN espacialmente separadas, em uma matriz de GaN. Esta nova estrutura pode abrir novas oportunidades para outros dispositivos quânticos. p Fontes de luz não clássicas, como emissores de fóton único, são dispositivos essenciais para a realização de futuras tecnologias quânticas ópticas, incluindo computação quântica óptica e distribuição de chave quântica. Até hoje várias estratégias, incluindo átomos simples, pontos quânticos (QDs), moléculas únicas, e defeitos pontuais, têm sido usados para explorar o desenvolvimento de emissores de fóton único. Embora grandes avanços tenham sido feitos no desenvolvimento de emissores de fóton único de estado sólido, incluindo alta pureza e indistinguibilidade de QDs, e altas taxas de emissão de defeitos e QDs, cada tecnologia tem suas próprias desvantagens. Portanto, a pesquisa básica para o desenvolvimento de emissores de fóton único usando novos materiais e técnicas é crucial.
p Em um novo artigo publicado em
Ciência leve e aplicações , uma equipe de cientistas do State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, Escola de Física, Universidade de Pequim, China, e Instituto de Ciência Industrial, A Universidade de Tóquio, O Japão desenvolveu um novo tipo de emissor quântico formado a partir de ilhas de monocamada espacialmente separadas de InGaN imprensadas em uma matriz de GaN. Eles primeiro desenvolveram uma estrutura plana de ilhas de monocamada InGaN usando epitaxia de feixe molecular, e então padronizou a amostra em pilares usando litografia de nanoimpressão e ataque de íon reativo de plasma indutivamente acoplado. A análise óptica detalhada das propriedades de emissão das ilhas de monocamada isoladas mostrou que a linha de emissão principal poderia ser filtrada espectralmente para atuar como um brilhante, e emissor de fóton único rápido em um comprimento de onda de ~ 400 nm, com alto grau de fotoestabilidade.
p "Materiais de nitreto III foram escolhidos para este estudo porque se espera que eles ofereçam várias vantagens para o desenvolvimento de dispositivos futuros, incluindo uma ampla sintonização no comprimento de onda de emissão, compatibilidade com substratos de silício para crescimento, e suporte de uma infraestrutura industrial mundial para a fabricação de dispositivos devido ao seu uso estendido em optoeletrônica moderna e aplicações de dispositivos de energia, "dizem os pesquisadores.
p A equipe também sugere que a próxima etapa da pesquisa é trabalhar no sentido de maior pureza de emissão, e que desenvolvimentos futuros (possivelmente usando outros materiais) podem levar à realização de emissores operando em comprimentos de onda compatíveis com sistemas convencionais de fibra óptica.
