近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)董振超研究小組，通過(guò)發(fā)展與掃描隧道顯微鏡（STM）相結(jié)合的單光子檢測(cè)技術(shù)和分子光電特性調(diào)控手段，首次清晰地展示了空間位置和形貌確定的單個(gè)分子在電激勵(lì)下的單光子發(fā)射行為及其單光子源陣列。研究成果發(fā)表在《自然·通訊》上。 $te,\$&}  
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　　單光子源研究是量子信息領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，清晰可控的高密度單光子源陣列更是構(gòu)建量子芯片器件和量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。在眾多的單量子發(fā)光體（包括半導(dǎo)體量子點(diǎn)、原子、分子、色心等）中，單分子體系由于其發(fā)光頻率易于調(diào)控、譜線較窄、且發(fā)光行為具有高度的均一性而受到廣泛的關(guān)注。另一方面，電泵單光子源還在納米光電集成和相關(guān)量子器件方面具有潛在的應(yīng)用前景。但是，單分子體系的電泵單光子源研究，受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)和熒光淬滅效應(yīng)的制約，難以實(shí)現(xiàn)從空間位置和形貌確定的單個(gè)分子產(chǎn)生強(qiáng)而穩(wěn)定的單分子電致發(fā)光信號(hào)。因此，基于單個(gè)孤立分子的電泵單光子發(fā)射行為未能得到清晰明確的展示。 -],?kP  
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　　研究小組致力于發(fā)展將STM高空間分辨表征與光學(xué)技術(shù)高靈敏探測(cè)相結(jié)合的聯(lián)用技術(shù)，通過(guò)巧妙調(diào)控隧道結(jié)納腔等離激元的寬頻、局域與增強(qiáng)特性，拓展了測(cè)量極限，為在單分子水平上觀測(cè)和調(diào)控分子的光電行為提供有力手段。針對(duì)電泵單分子單光子源研究面臨的挑戰(zhàn)，科研人員經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探索，優(yōu)化了熒光分子與脫耦合層材料的選擇與構(gòu)造，精確調(diào)控了納腔等離激元的增強(qiáng)特性，利用隧穿電子的局域激發(fā)，獲得了來(lái)自氯化鈉脫耦合層表面上的單個(gè)孤立酞菁分子的電致分子熒光，使其強(qiáng)度和穩(wěn)定性可以實(shí)現(xiàn)展示光子相關(guān)特性的符合計(jì)數(shù)測(cè)量。他們發(fā)現(xiàn)，電泵單分子發(fā)光表現(xiàn)出明顯的光子反聚束效應(yīng)，所測(cè)量到的二階相關(guān)函數(shù)在零延遲時(shí)的數(shù)值均小于0.5，單光子發(fā)射的純凈度指標(biāo)最好可以小到0.09，達(dá)到電泵單光子發(fā)射的國(guó)際先進(jìn)水平。這表明電泵單分子發(fā)光具有單光子發(fā)射特性�？蒲腥藛T利用STM的單分子操縱能力，構(gòu)筑二維3×3分子陣列（分子間距約為4.4納米），并依次對(duì)陣列中每個(gè)分子的光子相關(guān)特性進(jìn)行測(cè)量。他們發(fā)現(xiàn)，所有分子均表現(xiàn)出近乎全同的單光子發(fā)射特性，實(shí)現(xiàn)了高密度單光子源陣列的構(gòu)造和展示。這些研究結(jié)果為在納米尺度研究金屬附近分子的光物理現(xiàn)象提供了新手段，也為研發(fā)面向光電集成量子技術(shù)的電泵單分子單光子源提供了新思路。 WS/+Yl  
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　　該系列研究工作得到了基金委、科技部、中科院、教育部等單位的支持。 V^z;^mdd  
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論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00681-7