Sebuah tim peneliti telah memelopori teknik inovatif dalam spektroskopi resolusi ultra tinggi. Terobosan mereka menandai contoh pertama di dunia yang mengendalikan polariton secara elektrik—partikel materi cahaya hibridisasi—pada suhu kamar. Penelitian ini telah dipublikasikan di Physical Review Letters.
Polariton adalah partikel hibrid “setengah cahaya, setengah materi”, yang memiliki karakteristik foton—partikel cahaya—dan materi padat. Karakteristik uniknya menunjukkan sifat yang berbeda dari foton tradisional dan materi padat, sehingga membuka potensi material generasi berikutnya, khususnya dalam melampaui batasan kinerja layar optik.
Hingga saat ini, ketidakmampuan untuk mengontrol polariton secara elektrik pada suhu kamar pada tingkat partikel tunggal telah menghambat kelangsungan komersialnya.
Tim peneliti telah merancang metode baru yang disebut “spektroskopi kopling kuat yang ditingkatkan dengan ujung medan listrik,” yang memungkinkan spektroskopi yang dikontrol secara elektrik dengan resolusi sangat tinggi. Teknik baru ini memberdayakan manipulasi aktif partikel polariton individu pada suhu kamar.
Teknik ini memperkenalkan pendekatan pengukuran baru, mengintegrasikan mikroskop resolusi super yang sebelumnya ditemukan oleh tim Prof. Kyoung-Duck Park dengan kontrol listrik ultra-presisi. Instrumen yang dihasilkan tidak hanya memfasilitasi pembentukan polariton yang stabil dalam keadaan fisik khusus yang disebut penggandengan kuat pada suhu kamar tetapi juga memungkinkan manipulasi warna dan kecerahan cahaya yang dipancarkan oleh partikel polariton melalui penggunaan medan listrik.
Menggunakan partikel polariton sebagai pengganti titik kuantum, bahan utama televisi QLED, menawarkan keuntungan penting. Sebuah partikel polariton dapat memancarkan cahaya dalam semua warna dengan kecerahan yang ditingkatkan secara signifikan. Hal ini menghilangkan kebutuhan akan tiga jenis titik kuantum berbeda untuk menghasilkan cahaya merah, hijau, dan biru secara terpisah.
Selain itu, properti ini dapat dikontrol secara elektrik mirip dengan elektronik konvensional. Dalam hal signifikansi akademis, tim ini telah berhasil menetapkan dan secara eksperimental memvalidasi efek kuantum terbatas dalam rezim penggandengan kuat, menyoroti misteri lama dalam penelitian partikel polariton.
Prestasi tim ini memiliki arti penting karena menandai terobosan ilmiah yang membuka jalan bagi penelitian generasi berikutnya yang bertujuan menciptakan beragam perangkat optoelektronik dan komponen optik berdasarkan polariton. teknologi. Terobosan ini diharapkan dapat memberikan kontribusi besar terhadap kemajuan industri, khususnya dalam menyediakan teknologi sumber utama untuk pengembangan produk-produk inovatif dalam industri layar optik termasuk layar luar ruangan yang sangat terang dan ringkas.
Hyeongwoo Lee, penulis utama makalah ini, menekankan pentingnya penelitian ini, dengan menyatakan bahwa penelitian ini mewakili “penemuan signifikan dengan potensi untuk mendorong kemajuan di berbagai bidang termasuk sensor optik generasi berikutnya, komunikasi optik, dan perangkat fotonik kuantum.”
Penelitian ini memanfaatkan titik-titik kuantum yang dibuat oleh tim Profesor Sohee Jeong dan tim Profesor Jaehoon Lim dari Universitas Sungkyunkwan. Model teoritis dibuat oleh Profesor Alexander Efros dari Naval Research Laboratory sementara analisis data dilakukan oleh tim Profesor Markus Raschke dari Universitas Colorado dan tim Profesor Matthew Pelton dari Universitas Maryland.
Yeonjeong Koo, Jinhyuk Bae, Mingu Kang, Taeyoung Moon, dan Huitae Joo dari Departemen Fisika POSTECH melakukan pekerjaan pengukuran.