俄極大提高量子點自發發射率

科技日報莫斯科9月1日電 （記者董映璧）俄羅斯國立核研究大學研究人員首次提高了量子點的自發發射率，並使其。這一成果可用於解決創建量子計算機的關鍵問題，也可將生物醫學監測技術提升到一個新的水平。相關研究發表在最近的《光學快報》上。

量子點是低維熒光納米結構，在光與物質相互作用領域有着極大應用潛力。量子點能夠在非常廣的範圍內吸收光，在長波的很窄區間發射光，即某一特定的顏色決定一個量子點的“發光”。這些特性使其非常適合生物體的超靈敏多色配準，用於醫學診斷。

此外，從照明器材、太陽能電池到量子計算的量子位，都是量子點的應用範疇。量子點在光穩定性和亮度方面優於傳統的熒光粉。量子點顯示器的亮度和對比度比其他顯示器要高得多，且能耗小。

俄羅斯國立核研究大學生物醫學工程物理研究所納米生物工程實驗室研究人員，首次在基於多孔硅的光子結構中提升了半導體量子點的光致發光強度和自發發射率。這一成果代表了一種通過改變多孔基質中磷光體的局部電磁環境，來控制自發光的新方法，為生物傳感、光電子學、密碼學和量子計算的應用開拓了新的前景。

首先，該成果可以作為開發緊湊型熒光生物傳感器的良好基礎，通過使用光子晶體增強熒光量子點，可顯著提高化驗分析的靈敏度，進行疾病的早期診斷和治療。另外，該成果可作為光學計算機或密碼系統的新元件，以代替大規模的單光子或光學邏輯元件。在這一領域中，除了緊湊和簡單之外，使用該成果還可以解決該行業的關鍵問題——“按需”獲得單光子或量子糾纏。

研究人員帕維爾·薩莫赫瓦洛夫表示，取得該項科研成果的主要原因是使用了光子晶體深度氧化技術，該技術可抑制熒光猝滅，減少吸收損失。要增強此類結構的發光性，有多種方法，其中尤其令人感興趣的是使用光子晶體。光子晶體的折射率呈週期性變化，可使光子態密度局部增強，從而能夠觀察到發光材料自發輻射的強度和速度的提升效果。他稱，多孔硅被廣泛用於光子晶體的製造，可以精確控制折射率，易於製造和吸收，因此與其他材料相比具有優勢。

總編輯圈點

量子點是一種特殊的半導體納米材料，是納米尺度上原子和分子的集合體。它利用的是半導體能級在尺度極小之後的量子化現象。控制了量子點的大小，就能改變它的能量結構。在光穩定性和亮度方面，量子點的表現優於傳統發光材料。這次俄羅斯科學家的主要成果，是提高了量子點的發光強度。發光強度提高後，在作為光學器件時，它的性能表現會更加優越。能有這樣的成效，也是因為科研人員使用了光子晶體深度氧化技術，減少了吸收損失。