中国半导体十大研究进展候选推荐（2020-025）———氮化物基有序单原子层之新型单光子源
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工作简介
单光子源是实现未来光量子技术（包括光量子计算、量子秘钥分配等）的一种必要光源。迄今为止，已有多种结构和材料体系被用于实现高品质的单光子源。III族氮化物量子点具有发光波长覆盖面广和振子强度大的特点，有望实现室温应用。此外，由于氮化物材料与硅基底生长的兼容性，以及它们在现代光电子学和功率器件中的广泛使用，从而得到全球工业基础设施的支持。然而氮化物量子点系统发展至今，总会存在难以控制的微小尺寸变化，进而导致不同发射体之间发射能量相对较大的变化。因此，利用新材料或新技术开发单光子源的基础研究仍然至关重要。
针对这一难题，北京大学物理学院王新强教授、沈波教授、葛惟昆教授等与东京大学Mark Holmes教授合作，发展出了一种由空间分离的InGaN单原子层嵌入在GaN薄膜中形成的新型量子发射器。研究团队采用分子束外延制备出单原子层In(Ga)N结构，实验观测和计算结果皆证明In原子周期性地以In:Ga ~ 1:2的比例嵌入Ga原子矩阵中。为了进一步在空间上使得周期性的In原子分离，同时也提高光子的提取效率，通过纳米压印技术把平面结构图形化，将其制作成阵列式的柱状结构。光学研究证明，所形成的单光子发射系统具有非常稳定的发光能量、强发光效率和高品质的二阶相关度，为未来光量子技术的发展提供了更多的可能性。
图. 可控可调节的InGaN单层嵌入GaN薄膜中形成的新型量子发射器
相关研究成果于2020年9月9日以“Single photon emission from isolated monolayer islands of InGaN”为题发表在Light: Science & Applications (LIGHT-SCI APPL, 9, 159 (2020))。孙萧萧博士为论文第一作者，王新强教授和东京大学的Mark Holmes教授为论文通讯作者。
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主要作者简介
2019年获得北京大学物理学院博士学位。
主要从事宽禁带半导体材料、物理与器件研究，发表SCI论文近200篇，SCI引用逾3000次，在国内外学术会议上做邀请报告30余次，担任Elsevier出版社“Superlattices and Microstructures”编辑，NPG出版社“Scientific Reports”和Wiley出版社Physica Status Solidi系列编委。
He completed his undergraduate and postgraduate degrees in physics at the University of Oxford, and since obtaining his DPhil has been based at the University of Tokyo, Japan. His current research interests are focused on the isolation of individual quantum states/transitions and the generation of single photons at elevated temperatures for the development of novel photonic devices and solid-state quantum information technologies. With a keen interest in the physics of nano-scale systems and general optics, his other scientific studies involve the evaluation of the optoelectronic properties of nanostructures of various exciting material systems (III-nitrides, ZnO, Carbon nanotubes etc).
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原文传递
详情请点击论文链接: https://doi.org/10.1038/s41377-020-00393-6
《半导体学报》简介：
《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文月刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是中科院副院长、国科大校长李树深院士。
2016年，JOS被ESCI收录。
2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。
“中国半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：
《半导体学报》在创刊四十年之际，启动实施 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：jos@semi.ac.cn，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。
JOSarXiv预发布平台简介：
半导体科技发展迅猛，科技论文产出数量逐年增加。JOSarXiv致力于为国内外半导体领域科研人员提供中英文科技论文免费发布和获取的平台，保障优秀科研成果首发权的认定，促进更大范围的学术交流。JOSarXiv由《半导体学报》主编李树深院士倡导建立，编辑部负责运行和管理，是国内外第一个专属半导体科技领域的论文预发布平台，提供预印本论文存缴、检索、发布和交流共享服务。
JOSarXiv于2020年1月1日正式上线（http://arxiv.jos.ac.cn/），通过《半导体学报》官网（http://www.jos.ac.cn/）亦可访问。敬请关注和投稿！
半导体学报公众号
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