局域场诱导库仑阻塞驱动的等离子体光源单光子发射

摘要： 量子控制的一个标志是在纳米尺度上操控量子发射的能力。通过扫描隧道显微镜诱导发光技术（STML），我们能够产生源自针尖与沉积在Ag(111)基底上数纳米厚C60分子薄膜之间真空中非弹性隧穿过程的等离子体光。单光子发射（非分子激子起源）的1/e恢复时间小于十分之一纳秒，这一结果通过汉伯里·布朗和特维斯光强干涉测量法得到证实。对Ag-C60-针尖复合体系电子结构的紧束缚计算与实验结果高度吻合。隧穿过程通过C60最低未占分子轨道（LUMO）能带下方电场诱导的分裂态实现，从而产生库仑阻塞效应和单光子发射。研究表明，利用分裂态是一种通用技术，对具有大带隙的窄带材料具有特殊意义。