美國普渡大學近日在《激光與光子》雜志上發表研究，將含有氮空位中心的納米金剛石附在由氮化鈦(TiN)和鋁氮化鈧(AlxSc1-xN)制成的超材料上，用激光來進行泵送，以此來增強超材料的單光子發射。這是通往開發量子計算機和量子通信技術設備的關鍵一步。        納米金剛石被放到一種新型“雙曲超材料”的表面，以增強單光子的生成能力。單光子是開發量子計算機和量子通信技術設備的關鍵一步。

       超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料，迄今發展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶體、“超磁性材料”等。超材料的應用與原有的材料制備有很大的區別，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料完全是逆向設計，根據針對電磁波的具體應用需求，制造出具有相應功能的材料。

       Alexander Kildishev博士說：“實驗表明，將基于納米金剛石的單光子發射器置于雙曲超材料的表面，可以大幅提升單光子的產生，單光子發射器可以用來研制室溫CMOS兼容的高效單光子源”。

       氮-空位中心是金剛石晶格中原子級別的缺陷，是由一個氮原子取代一個碳原子所形成的鄰近空隙。將包含氮-空位中心的納米金剛石放到雙曲超材料的表面，不僅可以增強光子的發射，而且改變了光子發射的模式——在量子設備的開發中至關重要。

       未來的研究工作將可能包括該系統的改進，利用結合了雙曲超材料和納米天線、光學波導的設備，提高系統的效率并使系統更加緊湊。接下來，研究人員會改進該系統的“自旋特性”，利用氮原子空位研究上、下兩種狀態之間的光學對比。

       該項工作是由來自普渡大學、俄羅斯量子中心、莫斯科物理技術學院、Lebedev物理研究所以及光子納米技術公司(Photonic Nano-Meta Technologies Inc)的研究人員共同完成的。（翻譯：中國磨料磨具網）