俄羅斯國立核研究大學研究人員首次提高了量子點的自發(fā)發(fā)射率，并使其。這一成果可用于解決創(chuàng)建量子計算機的關鍵問題，也可將生物醫(yī)學監(jiān)測技術提升到一個新的水平。相關研究發(fā)表在最近的《光學快報》上。

　　量子點是低維熒光納米結構，在光與物質相互作用領域有著極大應用潛力。量子點能夠在非常廣的范圍內吸收光，在長波的很窄區(qū)間發(fā)射光，即某一特定的顏色決定一個量子點的“發(fā)光”。這些特性使其非常適合生物體的超靈敏多色配準，用于醫(yī)學診斷。

　　此外，從照明器材、太陽能電池到量子計算的量子位，都是量子點的應用范疇。量子點在光穩(wěn)定性和亮度方面優(yōu)于傳統(tǒng)的熒光粉。量子點顯示器的亮度和對比度比其他顯示器要高得多，且能耗小。

　　俄羅斯國立核研究大學生物醫(yī)學工程物理研究所納米生物工程實驗室研究人員，首次在基于多孔硅的光子結構中提升了半導體量子點的光致發(fā)光強度和自發(fā)發(fā)射率。這一成果代表了一種通過改變多孔基質中磷光體的局部電磁環(huán)境，來控制自發(fā)光的新方法，為生物傳感、光電子學、密碼學和量子計算的應用開拓了新的前景。

　　首先，該成果可以作為開發(fā)緊湊型熒光生物傳感器的良好基礎，通過使用光子晶體增強熒光量子點，可顯著提高化驗分析的靈敏度，進行疾病的早期診斷和治療。另外，該成果可作為光學計算機或密碼系統(tǒng)的新元件，以代替大規(guī)模的單光子或光學邏輯元件。在這一領域中，除了緊湊和簡單之外，使用該成果還可以解決該行業(yè)的關鍵問題——“按需”獲得單光子或量子糾纏。

　　研究人員帕維爾·薩莫赫瓦洛夫表示，取得該項科研成果的主要原因是使用了光子晶體深度氧化技術，該技術可抑制熒光猝滅，減少吸收損失。要增強此類結構的發(fā)光性，有多種方法，其中尤其令人感興趣的是使用光子晶體。光子晶體的折射率呈周期性變化，可使光子態(tài)密度局部增強，從而能夠觀察到發(fā)光材料自發(fā)輻射的強度和速度的提升效果。他稱，多孔硅被廣泛用于光子晶體的制造，可以精確控制折射率，易于制造和吸收，因此與其他材料相比具有優(yōu)勢。