ทีมวิจัยได้บุกเบิกเทคนิคที่เป็นนวัตกรรมในสเปกโทรสโกปีที่มีความละเอียดสูงพิเศษ ความก้าวหน้าของพวกเขานับเป็นตัวอย่างแรกของโลกในการควบคุมโพลาริตอนด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นอนุภาคของสสารแสงแบบผสมที่อุณหภูมิห้อง งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ใน จดหมายทางกายภาพความคิดเห็น.
โพลาริตอนเป็นอนุภาคลูกผสม "ครึ่งแสงครึ่งสสาร" ซึ่งมีทั้งลักษณะของโฟตอน - อนุภาคของแสง - และลักษณะของสสารของแข็ง คุณลักษณะเฉพาะของพวกมันแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างจากทั้งโฟตอนแบบดั้งเดิมและสสารของแข็ง ซึ่งช่วยปลดล็อกศักยภาพสำหรับวัสดุรุ่นต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการก้าวข้ามขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพของจอแสดงผลแบบออปติคัล
จนถึงขณะนี้ การไม่สามารถควบคุมโพลาริตอนด้วยไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องในระดับอนุภาคเดียวได้ขัดขวางความสามารถในการใช้งานเชิงพาณิชย์
ทีมวิจัยได้คิดค้นวิธีการใหม่ที่เรียกว่า "สเปกโทรสโกปีแบบคัปปลิ้งที่แข็งแกร่งที่เสริมด้วยสนามไฟฟ้า" ทำให้สเปกโทรสโกปีควบคุมด้วยไฟฟ้ามีความละเอียดสูงเป็นพิเศษ เทคนิคใหม่นี้ช่วยให้สามารถจัดการอนุภาคโพลาริตอนแต่ละตัวที่อุณหภูมิห้องได้อย่างแข็งขัน
เทคนิคนี้นำเสนอแนวทางใหม่ในการวัด โดยผสมผสานกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงที่คิดค้นโดยทีมงานของศาสตราจารย์ คยอง-ดัค ปาร์ค ก่อนหน้านี้ พร้อมการควบคุมทางไฟฟ้าที่แม่นยำเป็นพิเศษ เครื่องมือที่ได้ไม่เพียงแต่ช่วยให้เกิดโพลาริตอนที่มีความเสถียรในสถานะทางกายภาพที่โดดเด่นซึ่งเรียกว่าการคัปปลิ้งที่แข็งแกร่งที่อุณหภูมิห้อง แต่ยังช่วยให้สามารถปรับสีและความสว่างของแสงที่ปล่อยออกมาจากอนุภาคโพลาริตอนผ่านการใช้สนามไฟฟ้าได้อีกด้วย
การใช้อนุภาคโพลาไรตันแทนควอนตัมดอต ซึ่งเป็นวัสดุหลักของโทรทัศน์ QLED มอบข้อได้เปรียบที่โดดเด่น อนุภาคโพลาริตอนเดี่ยวสามารถเปล่งแสงได้ในทุกสีพร้อมความสว่างที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้จุดควอนตัมสามประเภทที่แตกต่างกันเพื่อสร้างแสงสีแดง เขียว และสีน้ำเงินแยกกัน
นอกจากนี้คุณสมบัตินี้ยังสามารถควบคุมด้วยระบบไฟฟ้าได้คล้ายกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ในแง่ของความสำคัญทางวิชาการ ทีมงานประสบความสำเร็จในการสร้างและตรวจสอบการทดลองผลกระทบโดยสิ้นเชิงที่จำกัดด้วยควอนตัมในระบบการมีเพศสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง ซึ่งเผยให้เห็นความลึกลับที่มีมายาวนานในการวิจัยอนุภาคโพลาไรตัน
ความสำเร็จของทีมมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่ปูทางไปสู่การวิจัยรุ่นต่อไปที่มุ่งสร้างอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และส่วนประกอบทางแสงที่หลากหลายโดยอาศัยโพลาไรตัน เทคโนโลยี- ความก้าวหน้าครั้งนี้มีแนวโน้มที่จะมีส่วนช่วยอย่างมากต่อความก้าวหน้าทางอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจัดหาเทคโนโลยีแหล่งสำคัญสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ก้าวล้ำภายในอุตสาหกรรมจอแสดงผลแบบออปติคัล รวมถึงจอแสดงผลกลางแจ้งที่มีความสว่างเป็นพิเศษและขนาดกะทัดรัด
Hyeongwoo Lee ผู้เขียนรายงานฉบับนี้ เน้นย้ำถึงความสำคัญของการวิจัย โดยระบุว่าการวิจัยนี้แสดงถึง "การค้นพบครั้งสำคัญที่มีศักยภาพในการขับเคลื่อนความก้าวหน้าในสาขาต่างๆ มากมาย รวมถึงเซ็นเซอร์ออปติคัลเจเนอเรชั่นถัดไป การสื่อสารด้วยแสง และอุปกรณ์โฟโตนิกควอนตัม"
การวิจัยใช้จุดควอนตัมที่ประดิษฐ์โดยทีมงานของศาสตราจารย์ Sohee Jeong และทีมของศาสตราจารย์ Jaehoon Lim จากมหาวิทยาลัย Sungkyunkwan แบบจำลองทางทฤษฎีนี้จัดทำขึ้นโดยศาสตราจารย์อเล็กซานเดอร์ เอฟรอส จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือ ในขณะที่การวิเคราะห์ข้อมูลดำเนินการโดยทีมของศาสตราจารย์มาร์คุส ราชเก จากมหาวิทยาลัยโคโลราโด และทีมของศาสตราจารย์แมทธิว เพลตัน จากมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์
Yeonjeong Koo, Jinhyuk Bae, Mingu Kang, Taeyoung Moon และ Huitae Joo จากแผนกฟิสิกส์ของ POSTECH ดำเนินงานการวัด