采用位置可控低密度InAs量子点实现量子通讯用单光子源的研究

研制开发通讯波段用单光子发射源是解决量子通讯研究领域中如何增加量子密钥传输距离的重要技术关键之一。半导体量子点由于强的三维量子限制作用，具有独特的类原子特性，是制作实现单光子发射源的理想候选材料。因此，研制开发半导体量子点单光子发射源成为当前量子通讯研究领域中的一项国际前沿和热点。本项目针对当前制备位置可控低密度量子点过程中遇到的量子点光学质量较差和发射波长较短的问题，拟利用应变工程原理在图形衬底上实现外延生长高质量位置可控低密度双层或多层堆错InAs量子点，并以此研究成果为基础，制作实现通讯波段用量子点单光子发射器件。本项研究不但可以克服当前制备位置可控低密度InAs量子点过程中存在的问题，而且也可以在本质上解决从自组织生长的InAs量子点中有效隔离单个量子点的技术难题。如能取得预期结果，本项目的研究必将推进和加速量子信息科学研究领域的研究进展，进而增强我国在这一研究领域的国际竞争能力。

研制开发位于通讯波段的1.3或1.5μm用单光子发射源是解决量子通讯研究领域中如何增加量子密钥传输距离的重要技术关键之一。半导体量子点由于强的三维量子限制作用，具有独特的类原子特性，是制作实现单光子发射源的理想候选材料。因此，研制开发1.3或1.5μm半导体量子点单光子发射源成为当前量子通讯研究领域中的一项国际前沿和热点。. 本项目针对当前制备位置可控低密度量子点研究中遇到的量子点光学质量较差和发射波长较短的问题，利用应变工程原理在图形衬底上实现外延生长高质量位置可控低密度双层堆错InAs量子点。. 研究了在图形衬底湿法/干法刻蚀，腐蚀液选取，刻蚀速率，DBR湿法氧化等方面进行了深入研究，在图形衬底量子点生长技术上采用了Ga束流辅助低温处理技术，与传统热清理方法相比，最大程度的保持了图形衬底特性；研究了量子点的热退货技术，为制备超低密度长波长量子点提供了技术手段；采用双层量子点在图形衬底，获得了10K下1.3μm的单光子发射。. 本项目的研究不但可以克服当前制备位置可控低密度InAs量子点研究中存在的问题，而且也可以在本质上解决从自组织生长的InAs量子点中有效隔离单个量子点的技术难题。本项目共发表论文8 篇，其中5篇SCI 收录，3篇EI检索。申请专利5项，其中授权专利4项。培养2名硕士，毕业1名博士。. 项目按照要求完成了相关研究内容，经费使用合理，取得了预期研究成果。