量子科技中心_量科网

嵌入圆形布拉格光栅（CBG）的半导体量子点是最高效的集成单光子源之一。然而传统CBG的全刻蚀环形结构限制了通过电接触实现电荷调控和斯塔克调谐的可能性。为突破这一限制，研究人员曾提出具有四座连接桥的迷宫式CBG结构，但新增的桥结构会显著降低光学性能。该研究团队通过数值模拟证明：在引入连接桥后进行优化设计，周期性迷宫式CBG既能实现电学集成，又可保持高达90%的耦合效率和超过25倍的珀塞尔增强因子。研究人员展示了780纳米、930纳米和1550纳米三种发射波长的优化设计，这些波长对量子点应用最具代表性，同时验证了该方法的普适性。所有波长下均实现了0.7数值孔径内超过90%的收集效率。此外，该工作提出采用势垒层隔离p型和n型半导体区的器件布局，可阻止特定载流子隧穿以实现选择性充电，经重新优化后仍能保持无势垒器件的性能。这些成果确立了迷宫式CBG作为高效可扩展、电可调谐量子点单光子源的理想平台地位。