近红外单光子源在量子技术的广泛应用中发挥着关键作用。III族氮化物半导体的点缺陷由于其在室温甚至高温下可发射的独特性质，是近年来研究的最有前途的量子发射体之一。其室温能带间隙从0.65 eV (InN)到3.4 eV (GaN)，直到6.23 eV (AlN)范围内连续可调，对应的波长从近红外到紫外的光谱范围。此外，III族氮化物半导体材料还具有热稳定性高，击穿电场高，电子饱和速率高，抗辐射等特点，使得其广泛应用于固态照明，是各种光电和电子应用的理想选择。因此，基于III族氮化物半导体中相关缺陷的单光子源是非常有前景的。到目前为止，III族氮化物半导体二元化合物(如GaN和AlN)中的点缺陷已被证明用于室温单光子源，且具有窄带发光，光谱范围从可见光到近红外区域。作为一种三元化合物半导体，AlGaN可以产生更多种类的点缺陷以及更宽的带隙，为缺陷量子位和单光子发射体建立了一个灵活的、可扩展的材料平台。

         武愕教授研究团队利用自搭建的扫描共聚焦荧光显微镜系统研究了铝镓氮(AlGaN)薄膜中单个点缺陷的室温单光子发射。获得的单光子发射波长从720nm到930nm，线宽小于10nm，寿命仅为2.7ns，具有高的光子亮度和高的偏振度。同时利用短时间的强度相关函数测量了关键的光致发光参数。高的饱和强度表明辐射跃迁具有高的内部量子效率，适合单光子源的高保真操作，用于量子信息处理，较短的寿命允许点缺陷以高重复率发射单光子，有利于在室温下实现高速量子系统。这些优点可以促进AlGaN的单个点缺陷在量子信息系统中的应用，为未来集成片上量子光子器件提供一个可能的平台。

        相关工作是与中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心的陈飞良副研究员合作完成，研究结果发表在Appl. Phys. Lett. 118.13 (2021): 131103。

图(a)3mW激发功率下AlGaN薄膜中含有的单光子发射体的共聚焦荧光扫描图像及其g(2)(τ) 曲线图(b) , 图(c)AlGaN薄膜的单光子发射体的荧光光谱。