激光行业一周科技动态：激光打开量子世界新天地

2013-05-06 08:51

　　NV中心是钻石原子结构上的一种瑕疵，钻石晶格中一个碳原子被一个氮原子取代，使其附近空缺出一个晶格空位，围绕氮原子旋转的自旋电子就变成一个量子比特，即量子计算机的基本单位。传统技术要先把这一量子比特初始化，成为具有界限清晰的能量态，然后才能与其对接。传统计算机的基本信息单位是比特，要么是0要么是1；而量子比特可以同时是0和1，或者同时处于任何两个数学叠加位，允许研究人员进行更复杂的操作。

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　　7、【材料】氧化锌可转化为稳定p型材料

　　近日，美国研究人员首次通过引入缺陷复合物，使用氧化锌成功制造出稳定的p型材料。新研究使氧化锌可被广泛用来制造性能优异的紫外激光器、用于传感器和饮用水处理中的发光二极管（LED）设备以及新的铁磁设备等，破解了困扰材料学界的一个长久的难题。

　　为制造出激光器和LED设备，科学家们既需要n型材料，又需要p型材料。n型材料中包含有丰富的自由电子，p型材料则拥有能吸引这些自由电子的空穴。但是与自由电子相比，p型材料内空穴的能级更低，这就意味着，在自由电子从n型材料行进到p型材料的过程中，会释放出过量的能量。过量能量在所谓“p-n结”上释放出来就产生了激光器和LED设备内的光。

　　研究人员一直对用氧化锌来制造这些设备感兴趣，不仅因为氧化锌可以产生紫外线，而且与其他紫外发射设备相比，用氧化锌制造的设备内瑕疵更少，性能更强。然而，科学家们一直不能使用氧化锌制造出稳定的p型材料。

　　现在，北卡罗莱纳州立大学的研究人员通过采用一套独特的生长和退火程序，朝氧化锌内引入了一种特殊的“缺陷复合物”，从而解决了这个问题。这种缺陷复合物与普通的氧化锌分子不同，锌原子慢慢丢失，与一个氢原子依附在一起的氮原子取代了氧原子。这些缺陷复合物分散于整个氧化锌中，也作为吸收p型材料中自由电子的“空穴”。

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