In the past decades, low-dimensional semiconductors received intensive research interest. By introducing intentionally size-confined nanostructures or crystal imperfections, low-dimensional semiconductors have been broadly exploited as zero-dimensional quantum dots (QDs) for high-performance quantum emitters. The QD-based nonclassical light sources allow not only the deterministic generation of single photons but also entangled-photon pairs. However, the randomness in strain, shape and composition in semiconductors results in unpredictable transition energies for different QDs. This complication impedes the generation of single and entangled photons with well-defined energies, which fundamentally limits the success probability of scalable quantum information technologies. Strain engineering, a unique and powerful method to reshape the electronic states of semiconductors, has advanced the development of all-solid-state low-dimensional semiconductor based single and entangled-photon sources (SPSs and EPSs). In this review, the recent progress of employing mechanical strain field to control the electronic states and optical properties of low-dimensional semiconductors is reviewed. A comprehensive summary of diverse strain engineered devices for engineering the exciton binding energy, the coherent coupling of electronic states, the optical properties of low-dimensional semiconductors including single and entangled photons are provided. In addition, prospects and challenges of deploying strain-engineering technique for future scalable quantum networks and photonic quantum circuits are discussed.

中文翻译：

---

低维半导体机械应变工程的最新进展及其在高性能量子发射器中的应用

在过去的几十年中，低维半导体受到了广泛的研究兴趣。通过有意引入尺寸受限的纳米结构或晶体缺陷，低维半导体已被广泛用作高性能量子发射器的零维量子点 (QD)。基于 QD 的非经典光源不仅可以确定性地生成单光子，还可以生成纠缠光子对。然而，半导体中应变、形状和成分的随机性导致不同 QD 的跃迁能不可预测。这种复杂性阻碍了具有明确能量的单个和纠缠光子的产生，这从根本上限制了可扩展量子信息技术的成功概率。应变工程，一种独特而强大的重塑半导体电子态的方法，推动了基于全固态低维半导体的单光子和纠缠光子源（SPS 和 EPS）的开发。在这篇综述中，回顾了利用机械应变场来控制低维半导体的电子态和光学性质的最新进展。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。推进了基于全固态低维半导体的单光子和纠缠光子源（SPS 和 EPS）的开发。在这篇综述中，回顾了利用机械应变场来控制低维半导体的电子态和光学性质的最新进展。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。推进了基于全固态低维半导体的单光子和纠缠光子源（SPS 和 EPS）的开发。在这篇综述中，回顾了利用机械应变场来控制低维半导体的电子态和光学性质的最新进展。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。在这篇综述中，回顾了利用机械应变场来控制低维半导体的电子态和光学性质的最新进展。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。在这篇综述中，回顾了利用机械应变场来控制低维半导体的电子态和光学性质的最新进展。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。提供了用于设计激子结合能、电子态的相干耦合、低维半导体的光学特性（包括单光子和纠缠光子）的各种应变工程器件的综合总结。此外，还讨论了为未来可扩展的量子网络和光子量子电路部署应变工程技术的前景和挑战。