滑铁卢大学 锥形纳米线阵列器件设计
学分:自然纳米技术(2019)
DOI: 10
1038/s 14565-019-0393-2 滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)的研究人员开发了一种新的量子传感器，证明它可以超越现有技术，并有望在远程三维成像和监测癌症治疗成功方面取得重大进展
这种传感器是同类传感器中的第一种，基于半导体纳米线，可以在从紫外到近红外的不平行波长范围内以高时间分辨率、速度和效率检测单个光粒子
该技术还具有显著提高量子通信和遥感能力的能力
“传感器需要非常有效地检测光线
在量子雷达、监视和夜间操作等应用中，很少有光粒子返回到设备中，”首席研究员迈克尔·雷默说，他是IQC的一名教师，也是工程学院电气和计算机工程系的助理教授
“在这些情况下，你希望能够探测到每一个进来的光子
" 赖默实验室设计的下一代量子传感器速度快、效率高，可以吸收和检测一种叫做光子的光粒子，并在纳秒内为下一个粒子刷新
研究人员创建了一个锥形纳米线阵列，将入射光子转化为可以被放大和检测的电流
遥感、空间高速成像、获取远程高分辨率三维图像、量子通信和用于癌症治疗中剂量监测的单线态氧检测都是可以受益于这种新型量子传感器提供的鲁棒单光子检测的应用
半导体纳米线阵列由于其材料的质量、纳米线的数量、掺杂分布以及纳米线形状和排列的优化而实现了其高速、定时分辨率和效率
该传感器在室温下工作时，能够以高效率和高时间分辨率检测广谱光线
雷默强调，不同的材料可以进一步扩大光谱吸收
“这个装置使用磷化铟纳米线
例如，将材料改为铟镓砷(InGaAs)，可以在保持性能的同时，将带宽进一步扩展到电信波长。”
“它现在是最先进的，有进一步增强的潜力
" 一旦原型与正确的电子设备和便携式冷却装置包装在一起，传感器就可以在实验室外进行测试了
雷默说:“具有这些能力的量子传感器将使许多行业和研究领域受益。”
与埃因霍温理工大学的研究人员合作，用于高效宽带高速单光子检测的锥形磷化铟纳米线阵列于3月4日发表在《自然纳米技术》杂志上
这项研究的开展在一定程度上得益于加拿大第一卓越研究基金的资助
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