量子信息技术研究中心主要聚焦于新型量子材料的光电子、光子学方面的基础应用研究。开展新型二维材料制备、光电子器件设计、太赫兹探测和固态量子相干调控的研究工作。目前团队共有研究员2名，副研究员3名。

研究方向

量子信息技术研究中心主要聚焦于新型量子材料的光电子、光子学方面的基础应用研究。

人才队伍

中心包括研究员2名，副研究员3名。 

研究成果

1、 在第一性原理计算方面，用第一性原理计算方法研究了GeSe、WS₂、稀土掺杂WS₂二维材料，GeSe/WS₂，WS₂/H/Si和掺杂WS₂(Re)/H/Si(P)异质结的能带结构、电子态密度分布与光学性质，并计算建立了电场对二维材料和异质结调控的理论模型。以取代掺杂的方式将Y³⁺、Er³⁺和Yb³⁺三种稀土元素分别替换掉单层WS₂体系中的W元素，分别计算25at%、11at%、6at%和4at%四种不同浓度下，稀土掺杂后二维材料体系的电子结构和光学性质。对Er³⁺和Yb³⁺共掺的WS₂二维材料进行了仿真，当共掺浓度达到25 at%时，材料的吸收光谱能拓展到红外波段。相干研究成果发表在相关研究工作发表在Applied Surface Science，RSC Advances，Phys. Chem. Chem. Phys.等期刊上。

2、 在二维材料生长制备方面，利用CVD方法和高温热处理方法，能够制备大面积、高质量的单层二维材料，如MoS₂、WS₂、WSe₂、石墨烯、GeSe等。利用我们搭建的量子光学平台，研究了MoS₂、WS₂、石墨烯、GeSe等二维材料的光电性质，GeSe二维材料的光敏度是相应体材料的3.3倍，器件的光响应度也远优于相应体材料器件。GeSe二维材料荧光响应从可见光波段到1280nm，光电响应时间达到13us，研制的GeSe二维材料具有更快的光电响应时间。并且利用CVD方法，能够实现对二维材料原子缺陷的填充，实现高浓度稀土掺杂，提高二维材料光电性能。目前，对WS₂二维材料，我们能够实现11.5at%的稀土Er³⁺离子掺杂，7at%的Yb掺杂和19at%的Er/Yb共掺杂，稀土掺杂后，二维材料的光电性质能得到大幅度提高，相关研究工作发表在Research，Advanced Optical Materials、Applied Surface Science等期刊上。

3、 在量子相干调控方面，利用量子绝热捷径技术研究了自旋量子点系统中的自旋轨道相互作用对量子编码、量子通讯的影响。在量子信息科学领域，自旋轨道相互作用会对量子编码和量子通讯产生不利的影响，因此许多科研工作者尝试各种方法减弱或者抵消自旋轨道相互作用，但是通过我们的研究，自旋轨道相互作用在满足量子绝热捷径技术的条件下，不仅不会对量子编码和量子通讯产生破坏，还能提升其性能，该研究成果打破了传统的观念，对量子信息科学的发展具有重要意义，相关研究工作发表在Physical Review A。

代表性论文：

1. Substantially Enhanced Properties of CVD grown 2D WS2: High Concentration of Caption Substitutional Doping by Erbium against Vacancy Generation, Research, 2022, Doi.org/10.34133/2022/9840970.  

2. Fast and Broadband Photoresponse of a Few-Layer GeSe Field E？ect Transistor with Direct Band Gaps，ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 38031？38038.  

3. Band structure and photoelectric characterization of GeSe monolayer, Advacend Functional Materials, 2018, 28, 1704855.  

4. Preparation of Mixed Few-Layer GeSe Nanosheets with High Efficiency by the Thermal Sublimation Method, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 33, 39732–39739.  

5. Supersensitive and Broadband Photodetectors Based on High Concentration of Er3+/Yb3+ Co-doped WS2 Monolayer, Advanced Optical Materials, 2023, DOI: 10.1002/adom.202302229.