‘华体汇’剑桥大学研究人员发现LED光可激发相邻LED的量子点

英国剑桥大学（CambridgeUniversity）的研究人员在近期《应用于物理快报》（AppliedPhysicsLetters）期刊中公开发表有关「电驱动与电性可回声的量子光源」（Electricallydrivenandelectricallytuneablequantumlightsources）研究结果，展出在单晶片上密切邻接的两个量子点闪烁二极体（LED），需要充分发挥可回声、仅有电性量子光源的效果。在这项实验中，研究人员用于由电唤起驱动LED所升空的光源，唤起邻接二极体的量子点（QD）。他们能利用量子容许史塔克效应（Starkeffect），回声来自邻接驱动二极体的量子点升空波长。

研究人员的点子是经由更容易统合至半导体元件与光子腔的晶片平面唤起结构，为量子运算应用于依市场需求产生纠结光子对。在这篇论文中，研究人员展出了从电性可回声的光源中产生电启动时外用聚束光的方法。为此，研究人员在单晶片上设计了16种可分开回声的二极体结构。该元件是由180×210μm的平面微腔LED构成，其中包括一层砷简化铟（InAs）量子点层，映射於具备Al0．75Ga0．25As阻障层的10nm砷化锭（GaAs）量子阱中。

在InAs量子点层和量子阱的上方和下方生长的多分布式布拉格反射镜（DBR），用作构成半波长腔，以便减少横向升空的QD光源部份，同时作为光从InAs润湿层升空的水平波导层。从顶部DBR和底部DBR分别掺入p型和n型，构成适合于电唤起的二极体结构。

研究人员的主要点子在于「利用LED产生的光，唤起邻接二极体的量子点」。LED以相反偏置运营，其来自InAs润湿层的宽频光升空由润湿层上方和下方的布拉格反射镜水平引领。而当一部份的升空光抵达附近的LED时，部份光源被润湿层吸取，产生可由邻接二极体中量子点转换成的激子，从而造成量子光升空。

该元件具备p型掺入区（红色）、本质区（半透明）和n型掺入区（蓝色）。经由相反偏压（左）反感驱动的LED升空光源（图示为蓝色光束），唤起邻接元件中的量子点（右）。量子点升空外用聚束光（绿色）。

由于平面微腔的腔模给定邻接量子点的升空波长，所以提升了向下转入搜集光学元件的QD升空比例。利用转变第二个二极体的偏置，就能经由Stark效应移位切换回声波长，而邻接二极体升空的光强度则可经由转变第一个二极体的电压加以控制。研究人员还证实需要回声第二个二极体中的激子精细结构分化，作为其整个电场的函数，使其以求用这样的元件作为纠结光子对的光源。

从第一个二极体（1）润湿层升空的光被邻接二极体的润湿层吸取，在该二极体产生电荷载子并经由量子点转换成后，收到量子光源。润湿层升空（左）和量子点升空（右）是实际的数据，而表明的润湿层吸取则是升空数据的副本，而且仅有用於表明元件的操作者原理未来，研究人员期望能提升元件的效率，为有所不同的二极体之间彰显更好的升空方向性，有可能使用单向天线或LED之间的波导，从而提升交叉耦合的效率。

应以，一个驱动LED可以唤起许多可回声LED。而融合较慢电子元件和较低RC恒定元件后，则可经由转变对二极体（1）的偏置以调节「泵」，或利用转变二极体（2）的偏置以调节波长，从而依市场需求收到纠结的光子。

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