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荷兰科学家制作出发光量子点纳米线

2007-02-25 09:08
天堂的苦涩
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荷兰卡夫力(Kavli)纳米科学中心及菲利浦实验室的研究人员宣称,已经制作出第一个以单一量子点纳米线(quantum-dot nanowire)构成的发光二极管(LED)。这项成果开启了利用单一纳米线来制造光电纳米组件的大门,并且提供了单光子光学(single-photon optics)与单电子传输(single-electron transport)结合的契机。

纳米线制成的组件相比传统平面型LED具有更多的优势,例如有更高的发光效率。纳米线具有高表面积体积比(surface-to-volume ratio),其光学特性会随环境改变而大幅调整,因此相当适合制作成传感器。此外,便宜、常用的硅基板就能长成优质的纳米线,意味着它可以用来制造商用的照明装置。

荷兰研究小组利用异质结构的III-IV族半导体材料磷化铟和砷化铟来制作量子点纳米线。他们利用气-液-固法制造出具高结晶度且直径可控制的纳米线,然后把30 nm宽4 μm长的单一纳米线放在二氧化硅基板上,再沿着线轴?杂硫化氢和二乙基锌(diethyl-zinc)使其形成一个pn接面。

研究人员发现此组件是一个非常小的LED,在外加电压下能发出红外波段的光,其电子空穴的结合仅会局限在纳米在线量子点大小的部份。该小组的Maarten Kouwen表示,该组件能作为一有效率的电子驱动式单光子光源,将对量子密码术和量子信息应用很有帮助。

该小组的另一目标是希望能透过此组件将单电子有效地转变成单光子。此转换过程若能维持同调性,它将能使单电子自旋转换为特定光子的偏振,如此便能快速且有效的测量单电子的自旋。单电子自旋和单光子控制的结合将有助于实现量子信息领域中的许多实验,甚至能成为如量子中继器等组件的建构基础。详见近期的Nano Letters。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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