研究首次實現基于新型二維材料非線性的量子光源

　　量子光源作為量子光學系統必不可缺的部分，其小型化一直是人們研究的重點。近日，中國科學技術大學郭光燦院士團隊與新加坡國立大學合作，在二維材料非線性量子光源研究中取得重大突破。

　　二維材料的層內晶體結構穩定，而原子層間的相互作用力要弱很多。基于這種特性，單層二維材料可以在保持原子尺度厚度的同時也保持物理性質的穩定，使得二維材料可以穩定且靈活地與各種微納尺度光學器件直接耦合，因此被廣泛應用在集成光子芯片的各個重要組成部分之中。在本研究中，科研團隊采用了一種新型NbOCl2材料，它不僅具有常見單層二維材料所特有的高二階非線性系數，更重要的是它的層間電子耦合弱并且空間結構非對稱。

　　聯合團隊首次利用新型二維材料NbOCl2的非線性過程實現了超薄的量子光源，厚度可低至46nm。這是目前國際報道的最薄的非線性量子光源。這項研究不僅為光學量子信息研究提供了一種可集成的量子光源，也為二維材料的非線性研究開辟了一個新的方向。這一成果4日在國際學術期刊《自然》上發表。