随着传统通信技术因经典物理学限制而面临安全瓶颈，量子通信凭借光的量子特性与单光子信息载体，正成为推动安全通信系统发展的关键方向。京都大学研究团队在《科学进展》杂志发表最新成果，通过在二维半导体中引入缺陷并施加外部磁场，成功实现单光子发射效率的显著提升，为量子信息设备开发开辟新路径。

研究聚焦于厚度仅几个原子层的二硒化钨单层半导体。团队通过加热处理在材料中引入特定缺陷，使激子(电子-空穴对)被束缚并仅发射单个光子。实验中，研究人员在-265°C环境下测量发光特性，发现施加弱磁场即可使发射强度大幅增强。进一步的光子相关性测量证实，发射光呈现反聚束现象，证明光子以逐个方式发射，且磁场调控可优化这一过程。“磁场的作用不仅验证了二维半导体作为单光子源的可行性，更揭示了其通过外部调控提升效率的潜力，”团队负责人Kazunari Matsuda指出。

该成果解决了量子通信技术中单光子发射源效率与可控性的核心问题。研究表明，二维半导体在磁场作用下可同时实现光子发射的精确控制与性能优化，为构建安全、紧凑的量子信息设备提供了创新方案。研究团队计划进一步探索不同磁场强度与材料结构对发射特性的影响，以推动该技术向实际应用转化。

更多信息： Yubei Xiang 等，单层二维半导体缺陷局域激子发射的磁增亮及其动力学，Science Advances(2025)。期刊信息： Science Advances