圣彼得堡国立大学物理学家成功将多组分纳米结构的光发射效率提高了三倍

半导体结构因其小尺寸和量子效应所带来的独特物理特性，在科学和工程领域得到了广泛应用。这些结构可用于光电子学、光子学、医学、可再生能源等多个行业。其中，包括量子阱、纳米线状晶体（纳米须）以及量子点等重要纳米结构。2023年圣彼得堡国立大学校友阿列克谢·叶基莫夫因量子点的发现而获得了诺贝尔奖。

研究成果已发表至科学期刊Physica status solidi (RRL) — Rapid Research Letters (pss RRL).

科学家指出，不同维度纳米结构的组合具有特别重要的研究价值，例如纳米须结构中的量子点与量子阱的结合。圣彼得堡国立大学的研究人员表明，这类结构可作为高效的单光子源，覆盖广泛的能量范围，从而成为量子技术应用的潜在材料。此外，这些纳米元件功能多样，能够在廉价的硅衬底上合成，并可从硅表面剥离后转移到其他基底上。

为了提高这类复合纳米结构的应用效率，圣彼得堡国立大学的物理学家找到了一种增强其光发射强度的方法。

我校“新型量子信息与电信半导体材料”实验室负责人罗季昂·列兹尼克介绍说：“我们成功将一种复合纳米结构的光致发光强度提升了三倍。该结构基于 InAsP/InP（砷化铟-磷化铟）材料，并能够在近红外波段发射光子。”

圣彼得堡国立大学的物理学家在半导体纳米结构领域处于世界领先地位。我校“新型量子信息与电信半导体材料”实验室的研究人员专注于探索微电子技术的新型材料，包括单光子源、高效 LED、太阳能电池、激光器、纳米压电发电机等，并致力于将其与硅平台集成。

这些研究成果推动了微电子量子技术的持续发展，延续了两位诺贝尔奖得主的奠基性工作。他们分别是：圣彼得堡国立大学毕业生、诺贝尔化学奖得主阿列克谢·叶基莫夫以及圣彼得堡学术大学（SPAU）的创始人兼首任校长若列斯·阿尔费罗夫。罗季昂·列兹尼克曾在圣彼得堡国立大学的播客《太赫兹·亨利》中对这项研究进行了详细介绍。

提高发光强度意味着在消耗更少能量的情况下能够产生更多光子。圣彼得堡国立大学的物理学家通过让这种复合纳米结构与特殊的SiOx/Ag/Si（氧化硅-银-硅）基底相互作用，实现了这一突破。这些纳米结构在合成后被转移到该基底上，从而增强了其发光性能。

研究人员还进行了数值模拟，结果表明，发光增强的关键在于纳米晶须中的电子-空穴对与基底中的等离子体极化激元（plasmon-polaritons）之间的相互作用。这一发现对于开发微型光学器件具有重要意义，特别是在近红外波段工作的激光器、单光子源、LED、传感器等高精度光电子设备。

 1724年1月28日（2月8日），彼得一世颁布法令，宣布建立大学以及俄罗斯科学院，圣彼得堡大学由此应运而生，成为俄罗斯的第一所高等学府。 如今，圣彼得堡大学已经成为一所世界级的科学、教育以及文化中心。2024年圣大即将迎来建校三百周年 。

俄罗斯副总理德米特里·切尔尼申科主持召开了圣彼得堡大学建校300周年庆典活动组委会上，并在会上确立了一系列校庆活动计划，包括： 以圣大的名义命名小行星、 发行特别设计款银行卡、联合“俄罗斯”航空公司推出冠名飞机等。除此之外，还计划发型绘有十二学院和谢尔盖·谢苗诺维奇·乌瓦罗夫伯爵纪念碑的邮票。此外，一枚带有大学标志的联盟号火箭从拜科努尔航天发射场发射升空。

圣彼得堡市长亚历山大·别格洛夫正式宣布2024年的北方之都迎来了“圣彼得堡大学年”。在圣彼得堡国立大学三百周年纪念日当天，海神柱的长明火将被点燃，宫殿桥和城市的公共交通上都将装饰起圣大旗帜。2024年5月大学还将参加城市纪念日活动并作为一个单独的庆典场地举行多场活动。除此之外，大学还将发布一个网站，用于发布优秀校友、科研成果信息以及周年庆活动准备细节。