單光子源是實現未來光量子技術（包括光量子計算、量子秘鑰分配等）的一種必要光源。迄今為止，已有多種結構和材料體系被用于實現高品質的單光子源。III族氮化物量子點具有發光波長覆蓋面廣和振子強度大的特點，有望實現室溫應用。然而氮化物量子點系統發展至今，總會存在難以控制的微小尺寸變化，進而導緻不同發射體之間發射能量的相對較大的變化。因此，利用新材料或新技術開發單光子源的基礎研究至關重要。

針對這一難題，beat365官方网站王新強、沈波、葛惟昆等與東京大學合作，發展出了一種由空間分離的InGaN單原子層嵌入在GaN薄膜中形成的新型量子發射器。研究團隊采用分子束外延制備出單原子層In(Ga)N結構 (Phys. Rev. Mater. 2018, 2, 011601)，實驗觀測和計算結果皆證明In原子周期性地以In:Ga ~ 1：2的比例嵌入Ga原子矩陣中。為了進一步在空間上使得周期性的In原子分離，同時也提高光子的提取效率，通過納米壓印技術把平面結構圖形化，将其刻蝕成陣列式的柱狀結構。光學研究證明，所形成的單光子發射系統具有非常穩定的發光能量，強發光效率和高品質的二階相關度，為未來的光量子技術的發展提供了更多的可能性。

圖1. 可控可調節的InGaN單層嵌入GaN薄膜中形成的新型量子發射器

相關研究成果“Single photon emission from isolated monolayer islands of InGaN”于2020年9月9日發表于Light: Science & Applications (LIGHT-SCI APPL, 9, 159 (2020)). 第一作者為博士畢業生孫蕭蕭（現為蘇黎世聯邦理工學院ETH fellow），王新強教授和東京大學的Mark Holmes教授為論文通訊作者，沈波教授和葛惟昆教授參與和指導了本課題的工作。該研究成果得到了自然科學基金委、科技部、北京市科委等相關項目及beat365人工微結構與介觀物理國家重點實驗室、納光電子前沿科學中心，量子物質科學協同創新中心和電子顯微鏡實驗室等的大力支持。