attocube助力量子通信，陆朝阳被《自然》评为“中国科学之星”

发布日期：2019-12-09

    “从DNA研究到中微子与神经系统科学，中国的科学家们的成果正在产生巨大的影响，正是由于科学家们的研究与创新，中国在世界科学界的地位也在逐步提升”，2016年6月《自然》评选了十位在各自领域取得突出成就并产生影响的科学家?，称之为“中国科学之星”。其中，中国科学技术大学的年轻教授陆朝阳由于在量子科学通信方面做出的巨大贡献而被称为“量子鬼才”（“Quantum Wizard”）。

    量子通信的其中一个核心是具备高质量的单光子光源， 高质量的单光子光源是实现单量子多自由度远距离传输中的关键因素。利用德国attocube公司的无液氦低温强磁场共聚焦显微镜，陆朝阳教授发现了单层二维材料二硒化钨（WSe2）中的单光子发射点。二维材料中的单光子发射或有助于科学界在未来发现高质量的单光子光源（具备高发光效率等），对量子通信领域具有重大现实意义。

attoDRY1000-9T+attoCFM无液氦低温强磁场共聚焦显微镜在其工作中起到了重要作用

图片来源：Nature Nanotechnology, 497 Vol. 10, 2015

    一个单量子通常具有多个自由度（内在与外在的），且多个自由度之间存在相互关联。在量子通信领域中，如何同时传输量子所具有的多个自由度是一个公认的难题。2015年由陆朝阳教授与潘建伟院士发表的研究工作“多自由度量子体系的隐形传态” (“Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon”Nature 516,Vol518,2015）打破了国际学术界自1997年以来只能传输基本粒子单一自由度的局限，开辟了量子通信的新思路。

    依据2016年5月的物理评论快报（Physical Review Letters），陆朝阳教授利用变温恒温器研究了采用分子束外延方法生长的高质量量子点中的单光子发射现象，确切证实了单光子发射的效应（Near-Transform-Limited Single Photons from an Efficient Solid-State Quantum Emitter，PRL 116, 213601 (2016)）。该工作具有重要的学术参考意义，是量子通信的研究道路上又一个坚定的前进脚步。

分子束外延制备高质量量子点中的单光子发射研究
图片来源：PRL 116, 213601 (2016)

无液氦低温强磁场共聚焦显微镜attoCFM技术特点：

1. 应用范围广泛，包括磁场下PL/电致发光EL/ Raman谱等

2. 无液氦闭环低温恒温器

3. 磁场可达9T ( 二维矢量磁体9T/3T，15T磁体等可选)

4. 变温范围：1.5K - 300K (mK可选)

5. 低温物镜NA=0.82，50倍放大倍数，激光光斑约1um

6. 可进行电学测量，配备标准chip carrier

7. 样品可大范围定位： 5mm X 5mm X 5mm @ 4K

8. 低温扫描范围：30um X 30um@4K

9. 可升级到AFM/MFM、SHPM、SNOM和STM等功能

10. 兼容1"和2"孔径的恒温器和磁体，包括Quantum Design - PPMS

11. 外置CCD，用于在低温下观测样品位置，视野范围75um