摘要：研究表明，原子级的薄半导体中的缺陷可以产生发光量子点。这种量子点作为单光子源，有助于集成量子光子和固态电子——组合成所谓的集成光子。

美国罗切斯特大学（University of Rochester）研究结果表明，原子级的薄半导体中的缺陷可以产生发光量子点。这种量子点作为单光子源，有助于集成量子光子和固态电子——组合成所谓的集成光子。

科学家对用于处理量子信息的集成固态器件尤其感兴趣。研究人员表示，原子级薄的半导体中的量子点不仅仅提供了探讨其如何相互作用的基础物理学框架，还可使纳米光子学得到应用。

量子点通常称为人造原子。量子点是固体中人为的或自然产生的缺陷，有望得到广泛应用。罗切斯特大学光学助理教授、本论文第一作者Nick Vamivakas补充说，原子级薄膜，或者说二维材料，例如石墨烯，已经引起了那些想要探索其光电应用的科学家极大的兴趣。然而，迄今为止，在2D材料中还没有观察到过光学活性量子点。

论文以本周发表于《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology），罗切斯特大学研究人员展示了硒化钨（WSe2）如何在原子级薄半导体上以固态量子点存在。或许，创建这些点缺陷更重要不是抑制半导体的电学或光学性能，这可通过施加电场或磁场来控制。

Vamivakas解释说量子点的发射亮度可通过施加电压控制。下一步将施加电压“调整发射光子的颜色”，使这些量子点有可能集成到纳米光子器件上。

相比于在砷化铟等传统材料上产生量子点而言，在原子级薄的硒化钨上创建量子点容易得多，这是一个重大优势。

“我们从墨晶开始着手，然后一层层剥离直至非常薄，获得原子级薄的硒化钨片。”Vamivakas如是说。

研究人员将一片原子级薄的片层覆盖到另一片上面。在重叠的地方产生量子点。重叠造成半导体材料光滑的2D片层上的缺陷。特别薄的半导体很容易集成于其他电子产品上。

硒化钨量子点还具有一个内在的量子自由度——电子自旋。自旋是一个理想的属性，可用于储存量子信息，以及提供局部量子点环境探针。

“硒化钨如此多功能的原因在于由量子点发射的单光子的颜色与量子点的自旋有关。”论文第一作者Chitraleema Chakraborty这样说到。他还补充说自旋与光子的相互作用对于量子信息应用和纳米计量是非常理想的。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮