研究发现基于单原子层的新型单光子源

　　中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等与来自华盛顿大学的许晓栋、香港大学的姚望合作，首次在类石墨烯单原子层半导体材料中发现非经典单光子发射器，从而将量子光学和二维材料这两个重要领域连接起来，打开了一条通往新型光量子器件的道路。相关成果日前在线发表于《自然—纳米技术》杂志。同期“新闻视角”栏目撰文评论该工作“开辟了一个新的研究领域”。

　　据了解，石墨烯不具备可直接发光的电子结构，这限制了其在光电器件方面的应用。最近，一类新型类石墨烯材料单原子层二硒化钨由于其独特的光电性质受到广泛关注。然而，此前国际上所有关于单原子层二维材料的研究都集中在经典光学领域，还未在实验上观察到量子光学现象。

　　由潘建伟、陆朝阳等领导的团队在国际上首次通过实验发现，二硒化钨二维单原子层中的原子缺陷能变成发射单光子的器件，具有很好的单色性和偏振性质，并且可通过外加磁场大幅调控发光波长。与其他单光子系统相比，这种基于单原子层的单光子器件不仅利于光子的读取和控制，并且可方便地制备和实现与其他光电器件平台的结合，实现高效光量子信息处理线路。理论表明，通过电场控制，这种单光子器件未来可应用于可容错量子计算研究。

　　据介绍，由于基于单原子层的量子调控具有潜在的应用前景和新颖的物理意义，因此该领域很快将成为国际竞争焦点。

　　据悉，此次同时在线发表于《自然—纳米技术》杂志的，还有稍晚于中国团队投稿的3个欧美独立研究团队的类似研究成果，其分别来自瑞士苏黎世联邦理工学院、法国强磁场国家实验室和美国罗切斯特大学。