據(jù)悉，研究人員發(fā)現(xiàn)從2D材料中可精確定位量子光源發(fā)射器，并預(yù)測這種創(chuàng)造量子發(fā)射器的新方法并不局限于特定的分層材料，未來還可以從其他各種2D材料中進(jìn)行探索。

　　在過渡金屬硫族化合物的原子薄層中雖然能觀察到量子光源發(fā)射器，但多半都是從材料中隨機(jī)發(fā)現(xiàn)的，密度通常也很低，因而阻礙了研究這種新型發(fā)射器的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，

　　原子薄層的過渡金屬硫族化合物(如二硒化鎢或二硫化鎢)據(jù)說能發(fā)射單個(gè)光子，不過卻是從隨機(jī)的位置發(fā)射，因而使得實(shí)際的光源發(fā)射研究相當(dāng)困難，無法確切掌握從何處尋找量子發(fā)射器(QE)。

　　到目前為止，量子發(fā)射器主要應(yīng)用于定位缺陷和應(yīng)變梯度，但大多都是不可預(yù)測的。

　　英國劍橋大學(xué)(University of Cambridge)和哈佛大學(xué)的研究人員最近在《自然通訊》(Nature Communications)期刊中發(fā)表“原子薄層半導(dǎo)體中的大規(guī)模量子發(fā)射器數(shù)組”(Large-scale quantum-emitter arrays in atomically thin semiconductors)研究，展示如何透過調(diào)諧這種2D材料的形貌，準(zhǔn)確定位單光子的光源。

　　研究人員在文中介紹如何透過將活性材料(剝離的WSe2或WS2單層)置于規(guī)律間隔開來的納米柱頂部，取得了一連串分布于單層上的帳篷形尖峰，形成從單光子發(fā)射的局部實(shí)體擾動(dòng)。

　　接著，采用高解析直寫微影工藝，先在二氧化硅基底上產(chǎn)生直徑150nm、高度約60nm-190nm的二氧化硅(SiO2)納米柱，以形成具有4μm間距的數(shù)組。

　　研究人員采用全干式黏彈性沉積工藝，將二硒化鎢和二硫化鎢單層放置在這種數(shù)組的頂部，打造出能在可見光譜(分別在610-680nm和740-820nm)范圍發(fā)射各種波長的數(shù)百個(gè)QE數(shù)組。

　　從分層半導(dǎo)體的量子點(diǎn)所發(fā)射的單光子想象圖 (來源：Pawel Latawiec/Harvard University)

　　研究人員在文中解釋，納米柱在材料中產(chǎn)生局部變形，導(dǎo)致了激子的量子限制。透過研究人員的方式能讓發(fā)射器以光子結(jié)構(gòu)的方式放置，例如以可調(diào)整的方式實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)等需要精確和準(zhǔn)確的定位應(yīng)用。

　　他們還發(fā)現(xiàn)這些量子發(fā)射器比其隨機(jī)發(fā)射的方式更具有光譜穩(wěn)定性，通常具有明亮的次納米線寬發(fā)射峰值。增加納米柱的高度，也降低了在每個(gè)納米柱位置處出現(xiàn)峰值的數(shù)量，導(dǎo)致研究人員作出這樣的結(jié)論：QE的光發(fā)射能夠經(jīng)由改變基礎(chǔ)納米結(jié)構(gòu)的形狀加以調(diào)整。在此情況下，研究人員推斷MEMS或壓電調(diào)諧可望動(dòng)態(tài)調(diào)整QE，使其得以整合于光子結(jié)構(gòu)中。