臺灣清大研發(fā)全球最亮量子光源 單光子亮度更打破世界紀(jì)錄

來自臺灣清大的消息顯示，該校材料系林皓武教授透過自行研發(fā)是的噴霧合成法，研發(fā)出穩(wěn)定性極高且自我修復(fù)能力的量子點(diǎn)。其產(chǎn)生的單光子亮度更打破世界紀(jì)錄，成為室溫條件下最亮的量子光源材料，可望引領(lǐng)未來量子通訊及量子計算應(yīng)用的重大突破。

據(jù)悉，鈣鈦礦量子點(diǎn)是量子光源的明日之星，但其卻穩(wěn)定性不足。林皓武教授指出，比起其他的量子光源，鈣鈦礦量子點(diǎn)可在室溫下實現(xiàn)單光子放光，且具有高量子產(chǎn)率、高色純度等優(yōu)良的光學(xué)特性，其近年來在國際材料研究領(lǐng)域受到極大的關(guān)注;但其缺點(diǎn)是壽命不長，激發(fā)發(fā)光后只能存活數(shù)分鐘，成為應(yīng)用上難以突破的障礙。

針對鈣鈦礦量子點(diǎn)的穩(wěn)定性問題，林皓武教授研究團(tuán)隊獨(dú)家研發(fā)噴霧合成法，大幅增加兩種溶液的接觸表面積，使其能夠在量子點(diǎn)外表包覆一層均勻的有機(jī)保護(hù)層，在連續(xù) 24 小時的高強(qiáng)度激發(fā)下，仍維持高亮度。

林教授指出，用這種噴霧合作成法制備的鈣鈦礦量子光源，只要用其他量子光源約 1% 的能量激發(fā)，它的單光子亮度就能達(dá)到每秒 900 萬光子數(shù)，已創(chuàng)下世界紀(jì)錄，成為史上最亮的光子源;此外，它的高單光子純度高達(dá) 98%，兼具高亮度、高純度及高穩(wěn)定度等眾多優(yōu)點(diǎn)。

更令人驚喜的是，林皓武教授表示，以此方式制備的鈣鈦礦量子點(diǎn)還具有獨(dú)特的自我修復(fù)能力，在極高強(qiáng)度雷射的激發(fā)下遭到損壞、亮度衰煺后，只要休息幾分鐘，就能重新恢復(fù)原來的高亮度。

林教授解釋，如果將制備量子點(diǎn)晶體的程序比喻為包水餃，過去科學(xué)家一直碰到水餃破皮的問題，有人只好改用不同材料的水餃皮，也有人想辦法把水餃皮包厚一點(diǎn)、或包兩層，“我做的事很簡單，就是不斷改良包水餃的手法。”林教授謙虛地說。

該項重大突破由林皓武指導(dǎo)博士生，以及本校物理系褚志崧副教授、美國西北大學(xué)化學(xué)系夏勒(Richard Schaller)教授跨國合作共同完成。

關(guān)鍵詞： 臺灣 清大 量子 光源