由浦項科技大學（POSTECH）物理系的Kyoung-Duck Park 教授和綜合博士生Hyeongwoo Lee 組成的研究小組在超高分辨率光譜學領域開創了一項創新技術。他們的突破標誌著世界上首次在室溫下對極化子–混合光物質粒子進行電控制。

利用電場尖端增強強耦合光譜學控制極化子粒子的影像。來源：POSTECH

極化子的新特性

極化子是一種”半光半物質”混合粒子，既具有光子（光粒子）的特性，又具有固體物質的特性。它們的獨特特性表現出與傳統光子和固態物質截然不同的性質，為下一代材料的開發挖掘了潛力，尤其是在超越光學顯示器的性能限制方面。迄今為止，由於無法在室溫下對單一粒子進行電氣控制，極化子的商業可行性一直受到阻礙。

光譜學的創新

研究小組設計了一種名為”電場尖端增強強耦合光譜學”的新方法，實現了超高分辨率電控光譜學。這項新技術可以在室溫下主動操縱單一極化子粒子。

這項技術引入了一種新的測量方法，將Kyoung-Duck Park 教授團隊先前發明的超解析度顯微鏡技術與超精密電氣控制技術相結合。由此產生的儀器不僅有助於在室溫下以一種被稱為強耦合的獨特物理狀態穩定產生極化子，而且還可以透過使用電場來操縱極化子粒子發出的光的顏色和亮度。

使用偏振粒子而不是量子點（QLED 電視的關鍵材料）具有顯著的優勢。單一極化子粒子可發出所有顏色的光，亮度顯著提高。這樣就不需要三種不同類型的量子點來分別產生紅光、綠光和藍光。此外，這種特性還可以透過類似傳統電子裝置的電氣控制來實現。

在學術意義上，團隊成功建立並透過實驗驗證了強耦合機制下的量子約束斯塔克效應，揭開了極化子粒子研究中的一個長期謎團。

對光電設備的影響

該團隊的成就具有深遠的意義，因為它標誌著一項科學突破，為下一代研究鋪平了道路，這些研究旨在利用極化子技術製造各種光電設備和光學元件。

這項突破有望為工業進步做出重大貢獻，特別是為光學顯示產業開發突破性產品（包括超亮和緊湊型戶外顯示器）提供關鍵來源技術。

論文的第一作者Hyeongwoo Lee 強調了這項研究的重要性，稱其代表了”一項重大發現，有可能推動下一代光學感測器、光通信和量子光子設備等眾多領域的進步”。

合作研究工作

這項研究利用了成均館大學Sohee Jeong 教授團隊和Jaehoon Lim 教授團隊製造的量子點。理論模型由海軍研究實驗室的Alexander Efros 教授創建，而數據分析則由科羅拉多大學的Markus Raschke 教授團隊和馬裡蘭大學的Matthew Pelton 教授團隊負責。來自POSTECH 物理系的Yeonjeong Koo、Jinhyuk Bae、Mingu Kang、Taeyoung Moon 和Huitae Joo 負責測量工作。

這項研究最近發表在國際物理學期刊《物理評論快報》上。

編譯自: ScitechDaily