单光子源是实现未来光量子技术（包括光量子计算、量子秘钥分配等）的一种必要光源。迄今为止，已有多种结构和材料体系被用于实现高品质的单光子源。III族氮化物量子点具有发光波长覆盖面广和振子强度大的特点，有望实现室温应用。此外，由于氮化物材料与硅基底生长的兼容性，以及它们在现代光电子学和功率器件中的广泛使用，从而得到全球工业基础设施的支持。然而氮化物量子点系统发展至今，总会存在难以控制的微小尺寸变化，进而导致不同发射体之间发射能量相对较大的变化。因此，利用新材料或新技术开发单光子源的基础研究仍然至关重要。

针对这一难题，北京大学物理学院王新强教授、沈波教授、葛惟昆教授等与东京大学Mark Holmes教授合作，发展出了一种由空间分离的InGaN单原子层嵌入在GaN薄膜中形成的新型量子发射器。研究团队采用分子束外延制备出单原子层In(Ga)N结构，实验观测和计算结果皆证明In原子周期性地以In:Ga ~ 1:2的比例嵌入Ga原子矩阵中。为了进一步在空间上使得周期性的In原子分离，同时也提高光子的提取效率，通过纳米压印技术把平面结构图形化，将其制作成阵列式的柱状结构。光学研究证明，所形成的单光子发射系统具有非常稳定的发光能量、强发光效率和高品质的二阶相关度，为未来光量子技术的发展提供了更多的可能性。

图. 可控可调节的InGaN单层嵌入GaN薄膜中形成的新型量子发射器
相关研究成果于2020年9月9日以“Single photon emission from isolated monolayer islands of InGaN”为题发表在Light: Science & Applications (LIGHT-SCI APPL, 9, 159 (2020))。孙萧萧博士为论文第一作者，王新强教授和东京大学的Mark Holmes教授为论文通讯作者。
论文链接: https://doi.org/10.1038/s41377-020-00393-6