由浦项科技大学（POSTECH）物理系的 Kyoung-Duck Park 教授和综合博士生 Hyeongwoo Lee 组成的研究小组在超高分辨率光谱学领域开创了一项创新技术。他们的突破标志着世界上首次在室温下对极化子--混合光物质粒子进行电控制。

利用电场尖端增强强耦合光谱学控制极化子粒子的图像。来源：POSTECH

极化子的新特性

极化子是一种"半光半物质"混合粒子，既具有光子（光粒子）的特性，又具有固体物质的特性。它们的独特特性表现出与传统光子和固态物质截然不同的性质，为下一代材料的开发挖掘了潜力，尤其是在超越光学显示器的性能限制方面。迄今为止，由于无法在室温下对单个粒子进行电气控制，极化子的商业可行性一直受到阻碍。

光谱学的创新

研究小组设计了一种名为"电场尖端增强强耦合光谱学"的新方法，实现了超高分辨率电控光谱学。这项新技术可以在室温下主动操纵单个极化子粒子。

这项技术引入了一种新的测量方法，将 Kyoung-Duck Park 教授团队之前发明的超分辨率显微镜技术与超精密电气控制技术相结合。由此产生的仪器不仅有助于在室温下以一种被称为强耦合的独特物理状态稳定产生极化子，而且还可以通过使用电场来操纵极化子粒子发出的光的颜色和亮度。

使用偏振粒子而不是量子点（QLED 电视的关键材料）具有显著的优势。单个极化子粒子可发出所有颜色的光，亮度显著提高。这样就不需要三种不同类型的量子点来分别产生红光、绿光和蓝光。此外，这种特性还可以通过类似传统电子器件的电气控制来实现。

在学术意义上，该团队成功建立并通过实验验证了强耦合机制下的量子约束斯塔克效应，揭开了极化子粒子研究中的一个长期谜团。

对光电设备的影响

该团队的成就具有深远的意义，因为它标志着一项科学突破，为下一代研究铺平了道路，这些研究旨在利用极化子技术制造出各种光电设备和光学元件。

这一突破有望为工业进步做出重大贡献，特别是为光学显示行业开发突破性产品（包括超亮和紧凑型户外显示屏）提供关键源技术。

论文的第一作者 Hyeongwoo Lee 强调了这项研究的重要性，称其代表了"一项重大发现，有可能推动下一代光学传感器、光通信和量子光子设备等众多领域的进步"。

合作研究工作

这项研究利用了成均馆大学 Sohee Jeong 教授团队和 Jaehoon Lim 教授团队制造的量子点。理论模型由海军研究实验室的 Alexander Efros 教授创建，而数据分析则由科罗拉多大学的 Markus Raschke 教授团队和马里兰大学的 Matthew Pelton 教授团队负责。来自 POSTECH 物理系的 Yeonjeong Koo、Jinhyuk Bae、Mingu Kang、Taeyoung Moon 和 Huitae Joo 负责测量工作。

这项研究最近发表在国际物理学期刊《物理评论快报》上。

编译自:ScitechDaily