[ad_1]
Zespół badawczy składający się z profesora Kyoung-Duck Park i Hyeongwoo Lee, zintegrowanego doktoranta, z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohang (POSTECH) jest pionierem innowacyjnej techniki spektroskopii o ultrawysokiej rozdzielczości. Ich przełom stanowi pierwszy na świecie przypadek elektrycznego kontrolowania polarytonów – zhybrydyzowanych cząstek światło-materia – w temperaturze pokojowej.
Polarytony to hybrydowe cząstki „pół-światła, pół-materii”, posiadające zarówno cechy fotonów – cząstek światła – jak i materii stałej. Ich unikalna charakterystyka wykazuje właściwości odmienne zarówno od tradycyjnych fotonów, jak i materii stałej, uwalniając potencjał materiałów nowej generacji, w szczególności w zakresie przekraczania ograniczeń wydajności wyświetlaczy optycznych. Do tej pory niezdolność do elektrycznego kontrolowania polarytonów w temperaturze pokojowej na poziomie pojedynczej cząsteczki utrudniała ich komercyjną opłacalność.
Zespół badawczy opracował nowatorską metodę zwaną „spektroskopią silnego sprzężenia wzmocnioną końcówką pola elektrycznego”, umożliwiającą spektroskopię kontrolowaną elektrycznie o ultrawysokiej rozdzielczości. Ta nowa technika umożliwia aktywną manipulację poszczególnymi cząsteczkami polarytonów w temperaturze pokojowej.
Technika ta wprowadza nowatorskie podejście do pomiarów, integrując mikroskopię superrozdzielczą wynalezioną wcześniej przez zespół prof. Kyoung-Ducka Parka z ultraprecyzyjną kontrolą elektryczną. Powstały instrument nie tylko ułatwia stabilne generowanie polarytonów w charakterystycznym stanie fizycznym zwanym silnym sprzężeniem w temperaturze pokojowej, ale także pozwala na manipulowanie kolorem i jasnością światła emitowanego przez cząstki polarytonowe za pomocą pola elektrycznego. Wykorzystanie cząstek polarytonowych zamiast kropek kwantowych, kluczowych materiałów w telewizorach QLED, oferuje znaczącą przewagę. Pojedyncza cząsteczka polarytonowa może emitować światło we wszystkich kolorach ze znacznie zwiększoną jasnością. Eliminuje to potrzebę stosowania trzech różnych rodzajów kropek kwantowych do oddzielnego wytwarzania światła czerwonego, zielonego i niebieskiego. Co więcej, właściwość ta może być kontrolowana elektrycznie, podobnie jak w przypadku konwencjonalnej elektroniki. Jeśli chodzi o znaczenie akademickie, zespół z powodzeniem ustalił i eksperymentalnie potwierdził kwantowo ograniczony efekt gwiazdowy w reżimie silnego sprzężenia, rzucając światło na długotrwałą tajemnicę w badaniach cząstek polarytonowych.
Osiągnięcie zespołu ma głębokie znaczenie, ponieważ oznacza przełom naukowy torujący drogę dla następnej generacji badań mających na celu stworzenie różnorodnych urządzeń optoelektronicznych i komponentów optycznych opartych na technologii polarytonowej. Przełom ten może znacząco przyczynić się do postępu przemysłowego, w szczególności w dostarczaniu kluczowej technologii źródłowej do opracowywania przełomowych produktów w branży wyświetlaczy optycznych, w tym ultrajasnych i kompaktowych wyświetlaczy zewnętrznych. Hyeongwoo Lee, główny autor artykułu, podkreślił znaczenie badań, stwierdzając, że stanowią one „znaczące odkrycie, które może przyczynić się do postępu w wielu dziedzinach, w tym w czujnikach optycznych nowej generacji, komunikacji optycznej i kwantowych urządzeniach fotonicznych”.
W badaniach wykorzystano kropki kwantowe wyprodukowane przez zespół profesora Sohee Jeonga i zespół profesora Jaehoona Lima z Uniwersytetu Sungkyunkwan. Model teoretyczny został opracowany przez profesora Alexandra Efrosa z Naval Research Laboratory, podczas gdy analiza danych została przeprowadzona przez zespół profesora Markusa Raschke z University of Colorado i zespół profesora Matthew Peltona z University of Maryland. Yeonjeong Koo, Jinhyuk Bae, Mingu Kang, Taeyoung Moon i Huitae Joo z Wydziału Fizyki POSTECH przeprowadzili pomiary.
Badania te zostały niedawno opublikowane w Physical Review Letters, międzynarodowego czasopisma z dziedziny fizyki, i została przeprowadzona przy wsparciu Samsung Future Technology Incubation Program.
[ad_2]