研究首次实现基于新型二维材料非线性的量子光源

　　量子光源作为量子光学系统必不可缺的部分，其小型化一直是人们研究的重点。近日，中国科学技术大学郭光灿院士团队与新加坡国立大学合作，在二维材料非线性量子光源研究中取得重大突破。

　　二维材料的层内晶体结构稳定，而原子层间的相互作用力要弱很多。基于这种特性，单层二维材料可以在保持原子尺度厚度的同时也保持物理性质的稳定，使得二维材料可以稳定且灵活地与各种微纳尺度光学器件直接耦合，因此被广泛应用在集成光子芯片的各个重要组成部分之中。在本研究中，科研团队采用了一种新型NbOCl2材料，它不仅具有常见单层二维材料所特有的高二阶非线性系数，更重要的是它的层间电子耦合弱并且空间结构非对称。

　　联合团队首次利用新型二维材料NbOCl2的非线性过程实现了超薄的量子光源，厚度可低至46nm。这是目前国际报道的最薄的非线性量子光源。这项研究不仅为光学量子信息研究提供了一种可集成的量子光源，也为二维材料的非线性研究开辟了一个新的方向。这一成果4日在国际学术期刊《自然》上发表。