ابتكر فريق بحث تقنية مبتكرة في التحليل الطيفي فائق الدقة. يمثل هذا الإنجاز أول مثال في العالم للتحكم كهربائيًا في البولاريتونات - جزيئات الضوء والمادة المهجنة - في درجة حرارة الغرفة. وقد تم نشر البحث في استعراض للحروف البدنية.
البولاريتونات عبارة عن جسيمات هجينة "نصف ضوء ونصف مادة"، ولها خصائص الفوتونات - جسيمات الضوء - وخصائص المادة الصلبة. تُظهر خصائصها الفريدة خصائص تختلف عن كل من الفوتونات التقليدية والمواد الصلبة، مما يفتح المجال أمام إمكانات مواد الجيل التالي، لا سيما في تجاوز قيود الأداء لشاشات العرض الضوئية.
حتى الآن، أدى عدم القدرة على التحكم بالبولاريتونات كهربائيًا في درجة حرارة الغرفة على مستوى جسيم واحد إلى إعاقة جدواها التجارية.
ابتكر فريق البحث طريقة جديدة تسمى "التحليل الطيفي للاقتران القوي المعزز بالمجال الكهربائي"، مما يتيح التحليل الطيفي فائق الدقة الذي يتم التحكم فيه كهربائيًا. تعمل هذه التقنية الجديدة على تمكين التلاعب النشط بجزيئات البولاريتون الفردية في درجة حرارة الغرفة.
تقدم هذه التقنية طريقة جديدة للقياس، حيث تدمج الفحص المجهري فائق الدقة الذي ابتكره فريق البروفيسور كيونج-داك بارك سابقًا مع التحكم الكهربائي الدقيق للغاية. لا تعمل الأداة الناتجة على تسهيل توليد البولاريتون المستقر في حالة فيزيائية مميزة تسمى الاقتران القوي في درجة حرارة الغرفة فحسب، بل تسمح أيضًا بالتلاعب باللون وسطوع الضوء المنبعث من جسيمات البولاريتون من خلال استخدام المجال الكهربائي.
إن استخدام جزيئات البولاريتون بدلاً من النقاط الكمومية، وهي المواد الرئيسية لتلفزيونات QLED، يقدم ميزة ملحوظة. يمكن لجسيم بولاريتون واحد أن ينبعث الضوء بجميع الألوان مع سطوع معزز بشكل كبير. وهذا يلغي الحاجة إلى ثلاثة أنواع مختلفة من النقاط الكمومية لإنتاج الضوء الأحمر والأخضر والأزرق بشكل منفصل.
علاوة على ذلك، يمكن التحكم في هذه الخاصية كهربائيًا على غرار الإلكترونيات التقليدية. من حيث الأهمية الأكاديمية، نجح الفريق في إنشاء التأثير الصارخ الكمي المحصور في نظام الاقتران القوي والتحقق من صحته تجريبيًا، مما يلقي الضوء على لغز طويل الأمد في أبحاث جسيمات البولاريتون.
يحمل إنجاز الفريق أهمية عميقة لأنه يمثل إنجازًا علميًا يمهد الطريق للجيل القادم من الأبحاث التي تهدف إلى إنشاء أجهزة إلكترونية بصرية متنوعة ومكونات بصرية تعتمد على البولاريتون. التكنلوجيا. ومن المتوقع أن يقدم هذا الإنجاز مساهمة كبيرة في التقدم الصناعي، لا سيما في توفير تقنية المصدر الرئيسي لتطوير المنتجات الرائدة في صناعة شاشات العرض البصرية بما في ذلك شاشات العرض الخارجية فائقة السطوع والمدمجة.
وشدد هيونغ وو لي، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية، على أهمية البحث، مشيرًا إلى أنه يمثل "اكتشافًا مهمًا مع القدرة على دفع التقدم عبر العديد من المجالات بما في ذلك أجهزة الاستشعار الضوئية من الجيل التالي، والاتصالات البصرية، والأجهزة الضوئية الكمومية".
استخدم البحث النقاط الكمومية التي صنعها فريق البروفيسور سوهي جيونج وفريق البروفيسور جيهون ليم من جامعة سونجكيونكوان. قام بصياغة النموذج النظري البروفيسور ألكسندر إفروس من مختبر الأبحاث البحرية بينما أجرى تحليل البيانات فريق البروفيسور ماركوس راشكي من جامعة كولورادو وفريق البروفيسور ماثيو بيلتون من جامعة ميريلاند.
قام كل من Yeonjeong Koo وJinhyuk Bae وMingu Kang وTaeyoung Moon وHuitae Joo من قسم الفيزياء في POSTECH بتنفيذ أعمال القياس.