纳米晶夹层结构作为量子光源

激发光发射器可以同时协作和辐射，这被称为超荧光。Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员以及IBM苏黎世研究所的同事最近已经能够通过使用远程有序纳米晶超晶格来产生这种效应。这一发现可以推动LED照明、量子传感、量子通信以及未来量子计算的未来发展。这项研究刚刚发表在著名的《自然》杂志上。

如果一些材料被外部光源(如激光)激发，它们会自发发光。这种现象叫做荧光。然而，在几种气体和量子系统中，当组件中的发射器自发地使它们的量子力学相位彼此同步并在受到激励时一起作用时，会发生更强的光发射。这样，产生的光输出可以比单个发射器的总和强得多，从而产生超快且明亮的光发射——超荧光。然而，当这些发射器满足严格的要求时，例如相同的发射能量、与光场的高耦合强度和长相干时间，就会发生这种情况。因此，它们之间相互作用很强，但同时也不容易受到环境的干扰。到目前为止，还不可能使用与技术相关的材料。胶体可能是门票；它们被证明是商业上有吸引力的解决方案，已经在最先进的液晶电视显示器中使用——它们满足所有要求。

Maksym Kovalenko领导的Empa、苏黎世联邦理工学院的研究人员和IBM苏黎世研究所的同事证明，由卤化铅钙钛矿制成的最新一代量子点提供了一种优雅、实用和方便的超荧光按需方法。因此，研究人员将钙钛矿量子点排列成三维超晶格，从而实现光子的相干集体发射——从而产生超荧光。这为纠缠多光子态的来源提供了基础，纠缠多光子态是量子传感、量子成像和光子量子计算的关键资源。

一群羽毛聚集在一起。

然而，量子点之间的相干耦合要求它们都具有相同的尺寸、形状和组成，因为在量子宇宙中“物以类聚”。Empa的高级科学家Maryna Bodnarchuk说：“这种长程有序超晶格只能从高度单分散的量子点溶液中获得，在过去的几年里，它的合成经过了精心的优化。利用这些不同大小的“均匀”量子点，研究团队可以通过适当控制溶剂蒸发形成超晶格。

超荧光的最终证据来自于-267左右的光学实验。研究人员发现，光子同时以明亮的爆发形式发射：“这是我们的尤里卡！”瞬间。我们意识到这是一种新型的量子光源，”苏黎世联邦理工学院和Empa的GabrieleRain说。进行光学实验的团队。

研究人员认为，这些实验是通过这种独特的材料进一步利用集体量子现象的起点。来自苏黎世联邦理工学院和IBM研究院的迈克尔贝克尔补充道：“因为整体的性质可以得到改善，而不仅仅是其各个部分的总和，所以人们可以超越设计单个量子点。”可控产生超荧光和相应的量子光可以为led照明、量子传感、量子加密通信和未来量子计算开辟新的可能性。

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