日前，中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等与华盛顿大学许晓栋、香港大学姚望合作，在国际上首次发现基于单原子层的新型单光子源，连接了量子光学和二维材料这两个重要领域，并打开一条通往新型光量子器件的道路。成果日前发表在著名期刊《自然·纳米技术》上。
2004年，英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆、康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功制备神奇材料——石墨烯(即单原子层碳)，其美妙的物理内涵和优异的性质，很快掀起了基础研究和应用研究热潮，这两位科学家因此获得2010年诺贝尔物理奖。然而，石墨烯不具备可直接发光的电子结构，限制了其在光电器件方面的应用。最近，一类新型的类石墨烯材料——单原子层二硒化钨，由于其独特的光电性质受到广泛关注。然而，此前国际上所有关于单原子层二维材料的研究都集中于经典光学领域，还未在实验上观察到量子光学现象。
中国科大团队首次在实验中发现，二硒化钨二维单原子层中的原子缺陷能够成为发射单光子的器件，具有很好的单色性和偏振性质，并且可以通过外加磁场大幅调控发光波长。与其他单光子系统相比，这种基于单原子层的单光子器件不仅利于光子的读取和控制，并且可方便地制备和实现与其他光电器件平台结合。理论研究表明，通过电场控制，还可能实现对单电子多自由度的量子调控，在未来可应用于可容错量子计算研究。
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