2026/06/11
圖文引用自：www.nthu.edu.tw
清華大學材料系教授林皓武率領研究團隊，成功在室溫下打造出全球最亮、高速且不閃爍的單光子源，每秒可發射超過 23 億顆光子，刷新世界紀錄，為量子通訊與量子光子晶片的實現跨出關鍵一步，成果已發表於國際頂尖期刊《科學進展》（Science Advances）。
量子科技被視為改寫全球科技格局的關鍵技術，引發各國在通訊、運算與感測領域的戰略競逐，台灣近年也積極投入核心元件的自主研發，而這些應用都仰賴能「一次只發出一個光子」的單光子源。林皓武說明，這類光源的亮度直接決定資料傳輸的速度，亮度越高、傳輸越快；但要在室溫下同時兼顧高亮度、快速放光與穩定不閃爍，一直是全球量子光電領域最困難的挑戰之一。
此次團隊將鈣鈦礦量子點與約 100 奈米的銀奈米立方體結合，建構出「電漿子奈米共振腔」，讓光與物質產生強烈交互作用。其中最大難關在於兩種材料原本「水火不容」，因為銀奈米立方體須浸在酒精等高極性溶劑中，但傳統鈣鈦礦量子點一碰到這類溶劑就會溶解、失去發光能力。論文第一作者、清華材料所博士生廖子豪負責鈣鈦礦量子點的合成改質、共振腔製作及光學量測。他指出，團隊使用特殊的「兩性離子」配體包覆量子點，就像替它穿上抗溶劑的「奈米雨衣」，既能防禦酒精等極性溶劑的破壞，也成功維持量子點高達 95% 的發光效率。
這層「奈米雨衣」讓原本極易受溶劑影響的量子點，能被嵌入銀奈米立方體與銀薄膜之間、僅約 10 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的「電漿子奈米共振腔」中，大幅提升亮度。論文共同作者、清華材料所博士莊詠棠負責光物理性質與機制分析。他說明，量子點與共振腔結合後產生的「帕塞爾效應」（Purcell effect），能讓發光速度大幅提升 435 倍、發光壽命縮短至 12 皮秒以下，整體發光強度較整合前增加達 250 倍。…
