宽禁带半导体中光子与原子强耦合结构

光子与原子强耦合是单光子发射、光逻辑、量子计算等量子信息处理的核心，实现其全固态结构制备对信息领域将产生重大影响。本项目基于原有工作，采用化学气相沉积方法制备具有高精细度的宽禁带半导体谐振腔。并采用第一性原理模拟计算不同掺杂半导体的晶格结构和电子结构，预测杂质发光效率、波长等性质；通过生长过程掺杂、生长后扩散或离子注入等方法，掺入可发射合适波长光子的杂质缺陷，在腔中形成光发射器。另一方面，采用金属有机物化学气相沉积和分子束外延等方法，在宽禁带半导体中掺入杂质或构建量子结构，制备具备发光性能的外延片；采用有限差分时域方法设计具有谐振性质的不同结构腔，并用刻蚀方法制备。通过不同表征方法，观测谐振腔的结构、光学和电学性质、光子与原子相互作用等，建立新概念、揭示新规律。