理化学研究所加藤ナノ量子フォトニクス研究室の方楠客員研究員、加藤雄一郎主任研究員は、筑波大学の岡田晋教授らと共同で、１次元と２次元という異なる次元性を持つナノ半導体の界面において、室温で動く量子光源が存在することを発見した。量子通信や量子計算などの量子技術への応用を開く。

研究グループは、１次元半導体のカーボンナノチューブと２次元半導体のセレン化タングステンを使い、これらのナノ物質の構造を原子レベルで明らかにした上で異次元ヘテロ構造を作製した。

バンドエンジニアリングの概念に基づき、電子と正孔が分かれやすいヘテロ構造を特定し、その発光特性を調べた。その結果、室温で明るい量子発光を示す界面励起子が存在することを確認した。

異次元ヘテロ構造の界面励起子が量子光源として振る舞うことは想定外という。室温で動作する通信波長帯の単一光子源として量子技術への応用が期待され、単一光子源の性能向上も見込める。

電子版科学誌ネイチャー・コミュニケーションズに掲載された。