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量子计算机凭借基于量子力学原理的强大信息处理能力，展现的量子优越性可满足未来社会对海量数据处理的需求，承载着未来技术革命的期望。基于硅基低维半导体材料构建的量子比特，具有易初始化、易读取、可集成等优势，被认为是构建量子计算机的主要候选方案之一。

主要研究方向：半导体材料原子制造；低维半导体量子材料研究。基于同位素纯化的硅、锗源材料，分子束外延制备锗量子线、锗硅量子阱等低维结构，构建半导体量子比特。

传统硅芯片工艺对现代社会发展产生了极大的推动作用，但是随着科学技术的发展，芯片上集成的晶体管体积逐渐减小，数量逐渐增多，使得晶体管之间的串扰，芯片发热等现象成了制约纳米尺度晶体管发展上难以消除的障碍。而光子因为彼此之间没有相互作用，发热少，运动速度快等特性，比电子更有潜力运用到晶体管的信息传递中来。利用光子代替电子进行计算成了突破瓶颈的关键方法。

主要研究方向：利用传统III-V族与IV族半导体为源材料，生长，制备与现代硅芯片工艺兼容的各类光电器件，研究其物理性质。

异质结构由于其界面上下两种材料存在晶格、能带结构等差异，会产生如应力、内建电场、近邻诱导等现象，对材料的物理性质进行调控。能利用这些特性来产生各类新奇物理现象，构造新奇的电学，光学器件。另一方面，界面处理与图形结构对外延过程的影响也是异质结构生长的研究重点。

主要研究方向：研究半导体异质结、超导金属/半导体异质结的外延与性能表征。研究面内图形结构与界面状态对外延的调控作用。