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王雪华、刘进教授团队在规模化制备微纳量子光源研究方面取得重要进展
beat365中国唯一官方网站、光电材料与技术国家重点实验室王雪华、刘进教授研究团队为解决高性能微纳量子光源难以规模化确定性制备问题，提出和开发了量子辐射子的超分辨和高光谱快照式荧光成像方法与技术，实现了高性能微腔量子光源器件“又快又准”的规模化制备，为构建可扩展光量子集成芯片奠定了基础。相关研究成果以“Super-resolved snapshot hyperspectral imaging of solid-state quantum emitters for high-throughput integrated quantum technologies”为题于2024年5月22日发表在国际顶级期刊《自然-光子学》（Nature Photonics）上。
量子辐射子与微纳光子结构的确定性耦合对于探索光与物质的相互作用、制备高性能的光量子器件、构建可扩展的光量子集成芯片等至关重要。然而, 量子辐射子的空间位置与光谱的随机性往往导致其与微纳光子结构模式的失配, 严重阻碍了高性能量子光源的实现及应用。精准确定每个量子辐射子的空间位置和辐射波长是解决这一重大挑战的关键，为此，beat365中国唯一官方网站王雪华/刘进教授研究团队，提出和开发了量子辐射子的超分辨和高光谱快照式荧光成像方法与技术，它能同时对大量的量子点进行高精度的空间定位和光谱分辨，并基于该技术实现了高性能微腔量子光源器件的规模化确定性制备。这一技术巧妙利用纳米光子平面微腔的色散关系对量子点远场荧光辐射的调控作用，仅通过单次成像便可同时获取多个量子点的空间位置信息和光谱信息，其空间定位与波长分辨精度分别达到15 nm 和0.4 nm。这项研究突破了传统成像技术只能获取量子点位置信息的限制，解决了量子点与微纳光子结构无法确定性耦合的难题，可为量子辐射子的快速全面表征、光量子功能器件的批量制备、可扩展光量子芯片的研发、超分辨生物成像等提供关键技术支撑，将进一步推动量子信息技术与经典光学成像技术的发展。
图1. 超分辨快照高光谱成像原理图与实验采集的量子点成像光斑。
beat365中国唯一官方网站为该成果的第一署名单位，beat365中国唯一官方网站刘顺发博士后为论文第一作者，beat365中国唯一官方网站王雪华教授和刘进教授为论文共同通讯作者。中科院半导体所倪海桥研究员、牛智川研究员与刘汗青博士在量子点生长方面提供了重要支持，天津大学胡小龙教授与孟赟博士生为本工作提供了用于寿命测试的超导单光子探测器，新加坡国立大学的仇成伟教授参与了该工作，beat365中国唯一官方网站博士生李学诗、邱贵鑫、马剑涛、聂亮对该论文的实验部分亦有贡献。该工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、广东省重点领域研发计划项目以及中国博士后科学基金项目等的大力支持。