迈向基于二硫化钼量子发射器的可触发式不可区分单光子生成

工作在电信波段的单光子源是实现长距离光量子通信与信息处理的基础元件。二维过渡金属二硫化物(TMDs)为此类光源提供了理想平台,但其发展一直受限于有限的光谱范围和较低的单光子不可区分性。该研究团队通过确定性应变和缺陷工程,在双层MoTe₂中开发出可重复制备的近红外波段(1090-1200 nm)量子发射体。这些发射体具有强线性偏振(偏振度>70%)、亚纳秒级寿命(τ≤450 ps)、高单光子纯度(二阶关联函数g²(0)<0.1)以及光谱仪分辨率极限的发射线宽(~200 µeV)。 通过静电偏置,该团队实现了~3 meV范围的斯塔克调谐,降低了光子聚束效应,并显著缩短辐射寿命,获得实验线宽与变换极限线宽比值低至R~55的窄线发射。最值得注意的是,双光子干涉测量显示未经处理的Hong-Ou-Mandel干涉可见度达VHOM~10%,通过时间滤波后选择可提升至VHOM~40%——这不仅是所有TMD量子发射体中报道过的最高不可区分性指标,也是近红外波段该特性的首次实验验证。这些成果确立了MoTe₂作为可调谐、低噪声、高纯度单光子源平台的潜力,其优异的不可区分性为兼容电信波段的量子光子技术集成铺平了道路。

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