是什麼讓漫威電影中的角色蟻人能夠從他小小的身體中產生如此強大的能量？答案可以在他衣服上的晶體管中找到，這些晶體管可以增強微弱的信號進行處理。放大電信號的傳統晶體管往往會導致熱能損失，減緩信號傳輸，影響性能。然而，如果有可能在不犧牲熱能的情況下創造出一種既輕便又緊湊的高性能防護服呢？

由物理系的Kyoung-Duck Park教授和Yeonjeong Koo教授領導的POSTECH研究小組，與俄羅斯ITMO大學在Vasily Kravtsov教授指導下的一個小組合作開發了一個”納米激元晶體管”。這種創新裝置利用了基於異質結構的半導體中的層內和層間激子，解決了傳統晶體管中存在的限制。

“激發子”負責半導體材料的光發射，由於其電中性狀態下光和材料之間的自由轉換，是開發下一代發熱較少的發光元件和量子信息技術光源的關鍵。在半導體異質層中有兩種激子，它是由兩個不同的半導體單層堆疊而成的：水平方向的層內激子和垂直方向的層間激子。

兩個激子發出的光學信號具有不同的光、持續時間和相干時間。這意味著對這兩種光信號的選擇性控制可以實現雙比特激子晶體管的開發。然而，由於半導體異質結構的非均質性和層間激子的低發光效率，再加上光的衍射極限，在納米級空間控制層內和層間激子是具有挑戰性的。

李慶宇、樸京悳教授和顧妍貞資料來源：POSTECH

該團隊在之前的研究中提出了通過用納米級尖端壓制半導體材料來控制納米級空間的激子的技術。這一次，研究人員有史以來第一次能夠在不直接接觸激子的情況下，根據尖端的偏振光遠程控制激子的密度和亮度效率。這種結合了光子納米腔和空間光調製器的方法最顯著的優點是，它可以可逆地控制激子，最大限度地減少對半導體材料的物理損害。而且，利用”光”的納米激子晶體管可以幫助以光速處理大量數據，同時最大限度地減少熱能損失。

人工智能（AI）進入我們生活的速度超過了我們的預期，它需要大量的數據進行學習，以提供對用戶真正有幫助的好答案。隨著越來越多的領域利用人工智能，不斷增加的信息量應該被收集和處理。這項研究有望提出一個適合數據爆炸時代的新數據處理策略。研究論文的共同第一作者之一Yeonjeong Koo說：”納米超聲晶體管有望在實現光學計算機方面發揮不可或缺的作用，這將有助於處理由人工智能技術驅動的海量數據。”