，使得它们在所述局部修改的位置积聚，所述活性的固体在由具有激励能量的光子激励的情况下在预先规定的时间段内发射具有较小发射能的单个的光子。
[0021]该积聚特别可以存在于，能释放结合或者活性的固体位于势场中的局部的最小值。
[0022]所述局部的修改可以存在于地形特征中，例如突起或者凹陷。它们不需自身一定位于光源的表面或者边界面中，而也可以在附加的层内设置，其特意为此目的作为掩膜在所述表面或者边界面上施加。
[0023]然而该局部的修改不必强制是持续的。它们完全可以是暂时的，例如当为局部修改的目的对表面或者边界面局部充电时。
[0024]在本发明的一个特别有利的设计方案中所述一个或者多个被积聚的活性的固体与光源粘接。活性的固体通过激励得到的具有能量的好处不是任意大并且在后来处理完成的单光子源的情况下也许可能被消除，使得活性的固体丢失。例如如果活性的固体仅在顶部提供，则该活性的固体能够从凹陷中掉落。粘接巩固所述一个或者多个活性的固体的首先暂时的积聚。
[0025]有利的是所述活性的固体从所述表面或者边界面的未被局部修改的区域远离。那时完成制造的单光子源仅从局部修改的位置发射具有发射能的光子。因此例如可以保证，仅一个唯一的活性的固体向在规定的位置设置的玻璃纤维内耦合光。
[0026]在本发明的一个特别有利的设计方案中使所述活性的固体在胶体溶液中与所述表面或者边界面接触。那时它们在溶剂中处于一种悬浮状态。为此每一种溶剂适合阻止活性的固体互相积聚，它促进活性的固体均匀地分布并且能够容易地抽出。在这种情况下活性的固体应该在电化学方面要么不与溶剂交互反应或者仅排斥地与之交互反应。
[0027]为每一个活性的固体，应该具有被发射的单个的光子的波长超过量子机械的周期的边界条件规定最大的数量，直到该数量它能够在给定的时间不同时发射多于一个的光子。因此每一个活性的固体的最大的横向伸长通常小于lOOnm。在溶剂中每立方厘米有利地存在1021个、优选最多存在10 2°个并且特别优选最多存在10 19个活性的固体。每立方厘米1021个活性的固体为小于lnm的活性的固体优化，对于较大的活性的固体该最优值成比例减小。
[0028]如果表面或者边界面上的局部修改的位置也只提供用于活性的固体的积聚的微小的具有能量的促进，则活性的固体可以追随该促进，不必克服干扰的外部阻力。所有未被积聚的活性的固体保留在悬浮状态并且能够用溶剂去除，不必在这里在已经被积聚的活性的固体上施加力，该力能够重新把它们分离。
【附图说明】
[0029]下面根据【附图说明】本发明的主题，而不由此限制本发明的主题。附图中:
[0030]图1表不本发明的单光子源的实施例。
【具体实施方式】
[0031]图1以在制造的不同阶段的示意的截面图表示本发明的单光子源的一个实施例。在Si衬底上在两个用n-GaN和ρ-GaN制成的层之间生长多量子波(MQW)-LED结构，它在n-GaN和ρ-GaN之间施加电压的情况下发射光。ρ-GaN层通过用S1jij的覆盖层除了在后来在该覆盖层内引入的空白1以外电气绝缘(图la)。随着施加的既覆盖Si02也覆盖空白1的壁和底板的透明的顶电极2仅在空白的底板上接触p-GaN。如果在该顶电极2和n_GaN之间施加电压，则因此MQW结构也仅在空白的区域内为发射光而被激励(图lb)。LED的原始光穿过透明的顶电极2并且到达在施加顶电极2后在空白1内引入的活性的固体3(图lc)。该活性的固体3可以是胶体的纳米粒子，它事先从一种溶液中离析。但是它也可以是具有颜色中心的纳米宝石，它例如是硅或镍格栅中的空位。由此活性的固体3在预先给定的时间段内为发射精确一个光子被激励。
【主权项】
1.单光子源，包括至少一个活性的固体，所述固体在用光激励的情况下在预先给定的时间段内发射较小发射能量的单个光子，所述光的光子各具有激励能量，其特征在于， 所述活性的固体在用于具有激励能量的光子的被电气操作的原始光源的表面或者边界面上设置，使得其能够被透过该表面或者边界面激励。2.根据权利要求1所述的单光子源，其特征在于，所述光源在两个不同掺杂的半导体之间具有至少一个发射光的结。3.根据权利要求2所述的单光子源，其特征在于，所述光源是发光二极管(LED)。4.根据权利要求1到3之一所述的单光子源，其特征在于，在所述光源的表面或者边界面上设置至少一个活性的固体，所述固体离开最近的活性的固体至少ΙΟμπι，优选至少50 μ mD5.根据权利要求1到4之一所述的单光子源，其特征在于，所述光源的边界面或者表面被局部修改用于收纳活性的固体。6.根据权利要求5所述的单光子源，其特征在于，所述局部的修改如此设计，使得其有助于积聚与所述表面或者边界面接触的活性的固体。7.根据权利要求5到6之一所述的单光子源，其特征在于，所述局部的修改如此设计，使得在活性的固体与其接触的情况下比在该活性的固体与光源的表面或者边界面上的未局部修改的区域接触的情况下能释放更大的结合能。8.根据权利要求5到7之一所述的单光子源，其特征在于，所述局部的修改如此设计，使得它为活性的固体构成势场中的最小值。9.根据权利要求5到8之一所述的单光子源，其特征在于，所述局部的修改如此设计，使得它定义空间的区域，从所述区域原始光源发射光。10.根据权利要求1到9之一所述的单光子源，其特征在于，所述活性的固体如此具有至少一个优选方向，使得从原始光源从该优选方向入射的光子以比从另外的方向入射的光子更大的概率激励发射单个的光子。11.根据权利要求1到10之一所述的单光子源，其特征在于，所述活性的固体是具有量子限制的低维的半传导的系统或者是具有颜色中心的纳米宝石。12.用于从发射具有激励能量的光子的光源制造单光子源的方法，具有步骤: 籲在一个或者多个位置局部修改发射光的光源的表面或者边界面； 籲使一个或者多个活性的固体与所述表面或者边界面接触，使得它们在所述局部修改的位置积聚，所述活性的固体在由激励能量的光子激励的情况下在预先规定的时间段内发射较小发射能量的单个的光子。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述表面或者边界面内引入地形特征作为局部的修改。14.根据权利要求12到13之一所述的方法，其特征在于，为局部修改的目的对所述表面或者边界面局部充电。15.根据权利要求12到14之一所述的方法，其特征在于，所述一个或者多个被积聚的活性的固体与光源粘接。16.根据权利要求12到15之一所述的方法，其特征在于，所述活性的固体从所述表面或者边界面的未被局部修改的区域远离。17.根据权利要求12到16之一所述的方法，其特征在于，使所述活性的固体在胶体溶液中与所述表面或者边界面接触。
【专利摘要】在本发明的框架内开发一种单光子源。它包括至少一个活性的固体，它在用其光子分别具有激励能量的光激励的情况下在预先给定的时间段内发射具有较小发射能量的单个的光子。根据本发明，该活性的固体在用于具有激励能量的光子的被电气操作的光源的表面或者边界面上设置，使得它能够被透过该表面或者边界面激励。已经认识到，以这种方式能够使电气的原始光源的小型化性和简单的可操作性有利地与活性的固体的能力结合，以便发射精确一个光子。通过活性的固体在预先规定的时间段内仅发射一个唯一的光子，如果为激励使用的光源每单位时间发射多个光子也不再是缺点。除别的以外通过本发明的方法由此开辟批量制造单光子源的途径。
【IPC分类】H04L9/08, H01S3/0933, H04B10/70, H01L33/02, H01S3/16, H04B10/50
【公开号】CN105379033
【申请号】CN201380067398
【发明人】H·哈特德根, M·米库利克斯
【申请人】于利奇研究中心有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2013年11月27日
【公告号】DE102012025088A1, EP2936628A1, US20150318437, WO2014094705A1