Forskerhold udøver elektrisk kontrol over polaritoner, hybridiserede lysstofpartikler, ved stuetemperatur

Et forskerhold har været banebrydende for en innovativ teknik inden for spektroskopi med ultrahøj opløsning. Deres gennembrud markerer verdens første forekomst af elektrisk styring af polaritoner - hybridiserede lysstofpartikler - ved stuetemperatur. Forskningen er blevet offentliggjort i Physical Review Letters .

Polaritoner er "halvlette halvstof" hybridpartikler, der både har egenskaberne af fotoner - lyspartikler - og fast stofs egenskaber. Deres unikke egenskaber udviser egenskaber, der adskiller sig fra både traditionelle fotoner og fast stof, hvilket frigør potentialet for næste generations materialer, især ved at overgå ydeevnebegrænsninger for optiske skærme.

Indtil nu har manglende evne til elektrisk at kontrollere polaritoner ved stuetemperatur på et enkelt partikelniveau hindret deres kommercielle levedygtighed.

Forskerholdet har udtænkt en ny metode kaldet "elektrisk feltspidsforstærket stærk koblingsspektroskopi", der muliggør elektrisk styret spektroskopi med ultrahøj opløsning. Denne nye teknik giver mulighed for aktiv manipulation af individuelle polaritonpartikler ved stuetemperatur.

Denne teknik introducerer en ny tilgang til måling, der integrerer superopløsningsmikroskopi, som tidligere er opfundet af Prof. Kyoung-Duck Parks team med ultra-præcis elektrisk kontrol. Det resulterende instrument letter ikke kun stabil generering af polariton i en karakteristisk fysisk tilstand kaldet stærk kobling ved stuetemperatur, men giver også mulighed for manipulation af farven og lysstyrken af ​​lyset, der udsendes af polaritonpartiklerne ved brug af elektrisk felt.

Brug af polariton-partikler i stedet for kvanteprikker, nøglematerialer til QLED-fjernsyn, giver en bemærkelsesværdig fordel. En enkelt polariton-partikel kan udsende lys i alle farver med væsentligt forbedret lysstyrke. Dette eliminerer behovet for tre forskellige typer kvanteprikker for at producere rødt, grønt og blåt lys separat.

Desuden kan denne egenskab styres elektrisk svarende til konventionel elektronik. Med hensyn til akademisk betydning har holdet med succes etableret og eksperimentelt valideret den kvantebegrænsede skarpe effekt i det stærke koblingsregime og kastet lys over et langvarigt mysterium inden for polaritonpartikelforskning.

Holdets præstation har stor betydning, da det markerer et videnskabeligt gennembrud, der baner vejen for den næste generation af forskning, der sigter mod at skabe forskellige optoelektroniske enheder og optiske komponenter baseret på polaritonteknologi. Dette gennembrud er klar til at yde et væsentligt bidrag til industriel fremgang, især med hensyn til at levere nøglekildeteknologi til udvikling af banebrydende produkter inden for den optiske skærmindustri, herunder ultra-lyse og kompakte udendørsskærme.

Hyeongwoo Lee, hovedforfatteren af ​​artiklen, understregede forskningens betydning og udtalte, at den repræsenterer "en betydelig opdagelse med potentiale til at drive fremskridt på tværs af adskillige felter, herunder næste generation af optiske sensorer, optisk kommunikation og kvantefotoniske enheder." P>

Forskningen brugte kvanteprikker fremstillet af professor Sohee Jeongs team og professor Jaehoon Lims team fra Sungkyunkwan University. Den teoretiske model blev lavet af professor Alexander Efros fra Naval Research Laboratory, mens dataanalyse blev udført af professor Markus Raschkes team fra University of Colorado og professor Matthew Peltons team fra University of Maryland.

Yeonjeong Koo, Jinhyuk Bae, Mingu Kang, Taeyoung Moon og Huitae Joo fra POSTECHs fysikafdeling udførte målearbejdet.

Flere oplysninger: Hyeongwoo Lee et al., Electrically Tunable Single Polaritonic Quantum Dot ved stuetemperatur, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.133001

Journaloplysninger: Physical Review Letters

Leveret af Pohang University of Science and Technology