单量子点的确定性打印

《Advanced Materials》：Deterministic Printing of Single Quantum Dots

量子点具有独特光学性质，适用于量子通信和计算等领域，但传统制造工艺难以实现单量子点的精确排列。本研究提出基于电液压动力（EHD）印刷的SPEED技术，利用新型纳米尺度介电泳技术，成功克服连续流体表面能学限制，实现亚泽托升量级的单个QD选择性提取和沉积。实验证实，该方法可实现纳米光子腔-QD集成及单光子发射，为复杂光子电路和量子光源的纳米级集成提供了高效可持续的平台。

　　

摘要

量子点（QDs）独特的光学特性——尺寸可调的发射特性和高量子产率——使它们成为安全量子通信、量子计算、靶向单细胞和分子标记以及传感等应用的理想候选者。然而，由于量子点与传统半导体制造工艺存在材料不兼容性问题，针对单个量子点的可扩展和确定性异质集成策略长期以来一直难以实现。因此，为了推进可扩展的光子量子器件架构的发展，采用能够解决这些挑战的放置和异质集成策略至关重要。本文提出了一种电液动力（EHD）打印模型，即单粒子提取电动力学（SPEED）打印技术，该技术利用新型纳米级介电泳原理来精确打印和定位单个胶体量子点。通过使用溶解在非极性溶剂中的量子点，这种几乎无废料的纳米制造过程克服了连续介质表面能量效应和随机不确定性，从而实现了在亚仄升体积内选择性地提取和沉积单个量子点。光致发光和自相关函数（g⁽²⁾）的测量结果证实了量子点与纳米光腔的集成以及单个打印量子点的单光子发射现象。通过实现单个量子点的确定性放置，该方法为以纳米级精度集成复杂的光子电路和量子光源提供了一个强大、可扩展且可持续的平台。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。