通过与ε近零子层耦合实现量子点发射增强

工作在电信波段的量子发射器对推动量子技术发展至关重要,尤其在开发用于量子计算、通信和传感的集成化芯片器件领域。研究表明,将谐振结构与近零折射率(NZI)环境耦合,可通过同时提高自发辐射率和改善发射方向性来增强其光学性能。该研究团队对比研究了胶体PbS/CdS(核/壳)量子点在玻璃和氧化铟锡(ITO)两种基底上的电信波段发射特性,其中两组分别发射在介电常数近零区域内外波长的量子点被沉积于基底。实验结果表明:当量子点与介电常数近零光谱区域耦合时,光致发光寿命缩短54倍,饱和强度提升7.5倍,发射锥角从17.6°压缩至10.3°。这些发现揭示了量子点发射特性与介电常数近零条件光谱重叠的强相关性,彰显了ITO等透明导电氧化物(TCO)在下一代量子光子器件集成中的应用潜力。得益于其CMOS工艺兼容性、可调制备特性以及高热学/光学损伤阈值,TCO类NZI材料为电信波段可扩展的高性能量子光学系统提供了稳健平台。

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