研究突破：迈向半导体平台协同光子发射的关键一步

由伦敦大学学院（UCL）太赫兹光子学教授奥列格·米特罗法诺夫（Oleg Mitrofanov）领衔的研究团队，展现了一种别具新意的方法——利用电可调非局域超构表面来校准单个砷化镓（GaAs）量子点的发射波长。

这项发表于《纳米快报》（Nano Letters），题为《用于增强量子点发射光耦合输出的电压可调非局域超构表面》的研究，堪称迈向实用型半导体平台以实现协同光子发射的关键一步。

协同光子发射作为一种基础性的量子现象，对于未来量子技术而言，蕴含着巨大的潜力。然而，由于半导体量子点发射体之间天然存在个体差异（变异性），这一现象在实际的量子点阵列中极难被观测到。

在此次研究中，研究人员将低密度的砷化镓量子点嵌入到一种特意设计的非局域超构表面之中，该表面旨在支持扩展光子模式。此超构表面结构不仅能够借助电信号对量子点的发射波长进行精准调节，还可以显著增强光子向自由空间的耦合输出效率。

研究人员巧妙地利用单个量子点偶极矩的差异，通过电压调节，使选定的量子点对实现光谱对齐。结果显示，两个在空间上相互分离的量子点能够被“精心设计”为以相同的波长发射光子，并且耦合输出效率得到了大幅提升。

研究人员表示，这一发现为基于半导体技术实现可扩展的多发射体量子光子系统开辟了一条极具前景的路径。

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