“俄极大提高量子点自发发射率，光致发光强度增加近一个数量级”

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科学技术日报记者董映璧

俄罗斯国立核研究大学的研究人员首次提高了量子点的自发发射率，将其光致发光强度提高了近一个数量级。 该成果可以用于处理制造量子计算机的关键问题，将生物医学监测技术提高到新的水平。 相关研究发表在最近的《光学快报》上。

量子点是一种低维荧光纳米结构，在光与物质相互作用行业具有很大的应用潜力。 量子点可以在非常宽的范围内吸收光，在长波狭窄的区间发射光，某种特定的颜色决定量子点的“发光”。 这些特征非常适合机体的超敏感多色定位，用于医学诊断。

另外，从照明器具、太阳能电池到量子计算的量子比特属于量子点的应用范畴。 量子点在光的稳定性和亮度方面优于传统的荧光体。 与其他显示器相比，量子点显示器的亮度和目标度非常高，功耗小。

俄罗斯国立核研究大学生物医学工程物理研究所纳米生物工程实验室的研究人员首次在基于多孔硅的光子结构上，提高了半导体量子点的光致发光强度和自发发射率。 这一成果代表了通过改变多孔基质中荧光体的局部电磁环境来控制自发光的新途径，为生物传感、光电子学、密码学和量子计算的应用开辟了新的前景。

首先，这一成果是研制紧凑型荧光生物传感器的良好基础，使用光子晶体可以增强荧光量子点，明显提高检测分解的灵敏度，从而对疾病进行早期诊断和治疗。 另外，该成果还可以代替大规模的单光子和光学逻辑元件，作为光学计算机和密码系统的新元件使用。 在该行业中，不仅结构紧凑、简单，而且通过采用该成果，可以在该领域的重要问题“按需”下获得单光子或量子纠缠。

研究员帕维尔·萨莫霍罗夫说，取得这项科学研究成果的主要原因是采用光子晶体的深度氧化技术，这项技术可以抑制荧光猝灭，减少吸收损失。 为了提高这种结构的发光性，有几种方法，其中特别有趣的是使用光子晶体。 光子晶体的折射率呈周期性变化，可以局部增强光子态的密度，可以关注发光材料自发辐射的强度和速度的提高效果。 他说，多孔硅广泛用于光子晶体的制造中，可以准确控制折射率，容易制造和吸收。 这是因为与其他材料相比很有特点。

总着重号:

量子点是一种特殊的半导体纳米材料，是纳米尺度上的原子和分子的集合体。 这利用了半导体能级达到极小后的量化现象。 控制量子点的大小可以改变能量结构。 在光的稳定性和亮度方面，量子点的表现优于以前流传的发光材料。 这次俄罗斯科学家的首要成果是提高量子点的发光强度。 发光强度提高后，作为光学器件时，其性能表现更优异。 之所以能得到这样的效果，是因为科研人员采用了光子晶体的深度氧化技术，减少了吸收损失。