英國劍橋大學研究人員近日成功開發出僅幾個原子厚層狀材料的超薄量子發光二極管（LED）。由于具有不同超薄材料組成的構造層，原件可以用于開發新的計算與感應技術。
具備僅用電流生產單光子的能力是建設緊湊型芯片量子網絡的重要環節，基于量子力學原理開發的計算機比現有技術更加強大和安全。為了實現這種元件的可能性，研究人員需要開發出一種可靠方法，由電流生成單個的、難以分辨的光子，作為通過量子網絡的信息載體。
該元件由不同材料的薄層疊在一起構成，材料包括石墨烯、氮化硼以及過渡金屬硫化物（TMDs）。TMD層包含有嚴格限制的電子和電子空位或孔隙區域。當一個電子充填到比電子能量較低的空位時，能量差異釋放光子，即一個光粒子。在發光二極管元件中，一個電壓推動電子通過該元件，也就是他們充電空隙發射單光子的地方。
劍橋大學研究人員開發的超薄平臺提供了高水平的可調諧性、自由設計以及綜合集成能力。單個光子的產生常常需要大規模的、幾個激光器和光學元件的精確對準的光學裝置。這一在芯片上即可釋放單光子的全新研究成果使得量子通訊距現實應用更近了一步。
