中国粉体网讯 据四川日报4月15日消息，电子科技大学联合清华大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所成功研制出国际首个氮化镓量子光源芯片，这是电子科技大学“银杏一号”城域量子互联网研究平台取得的重要进展。
该成果以“Quantum Light Generation Based on GaN Microring toward Fully On-Chip Source”为题，发表在国际著名学术期刊《物理评论快报》上，并被选为“物理亮点”进行重点宣传报道，天府绛溪实验室为署名单位之一。
图源：Physical Review Letters官网
量子光源芯片是量子互联网的核心器件，可以看作是点亮“量子房间”的“量子灯泡”，让联网用户拥有进行量子信息交互的能力。
目前，量子光源芯片多使用氮化硅等材料进行研制，与之相比，氮化镓量子光源芯片在输出波长范围等关键指标上取得突破，输出波长范围从25.6纳米增加到100纳米，并可朝着单片集成发展。
氮化镓量子光源芯片的制备基础是高品质因子和低损耗微腔的研制，其关键点在于高晶体质量的氮化镓薄膜制备以及氮化镓波导的刻蚀工艺。
其中，蓝宝石衬底，是量子光源芯片的“底座”，氮化镓需要在上面“安家”“生长”。但两种不同的晶体要“生活”在一起，容易产生晶格失配这样的“摩擦”，难以生成高质量氮化镓薄膜。为减少薄膜的缺陷，提高其晶体质量，他们在研究中加入了一个“缓冲层”，最终获得了用于此次量子光源研制的高晶体质量氮化镓薄膜。
研究团队通过迭代电子束曝光和干法刻蚀工艺，攻克高质量氮化镓晶体薄膜生长、波导侧壁与表面散射损耗等技术难题，成功获得了低损耗氮化镓光波导和百万品质因子的氮化镓光学微腔，在国际上首次将氮化镓材料运用于量子光源芯片。
研究团队发现，氮化镓不仅可以用于激光输出、光学滤波和单光子探测等光学功能，还能够制备量子光源，满足全集成光子量子芯片的需求。大容量量子存储中继、多波长量子光源……随着一个个成果的取得，大容量、长距离、高保真量子互联网建设的“四川方案”正在形成。
参考来源：四川日报、电子科技大学
（中国粉体网编辑整理/梧桐）
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