پیشرفت ذرات نوری می تواند نمایشگرها را برای همیشه تغییر دهد
پیشرفت ذرات نوری می تواند نمایشگرها را برای همیشه تغییر دهد -محققان POSTECH تکنیکی را برای کنترل پلاریتون ها ایجاد کرده اند که می تواند منجر به پیشرفت در نمایشگرهای نوری و دستگاه های مختلف نوری شود.
یک تیم تحقیقاتی متشکل از پروفسور کیونگ-داک پارک و هیونگ وو لی، یک دانشجوی دکتری یکپارچه، از گروه فیزیک دانشگاه علم و فناوری پوهانگ (POSTECH) در یک روش نوآورانه در طیف‌سنجی با وضوح فوق‌العاده پیشگام هستند. پیشرفت آنها اولین نمونه از پلاریتون های کنترل کننده الکتریکی – ذرات هیبرید شده ماده نور – در دمای اتاق را در جهان نشان می دهد.
ویژگی های رمان پولاریتون ها
پلاریتون‌ها ذرات ترکیبی نیمه‌سبک نیمه‌ماده‌ای هستند که هم ویژگی‌های فوتون‌ها – ذرات نور – و هم ویژگی‌های ماده جامد را دارند. ویژگی‌های منحصربه‌فرد آنها ویژگی‌های متمایز از فوتون‌های سنتی و ماده جامد را نشان می‌دهد، و پتانسیل مواد نسل بعدی را باز می‌کند، به ویژه در غلبه بر محدودیت‌های عملکرد نمایشگرهای نوری. تاکنون، ناتوانی در کنترل الکتریکی پلاریتون ها در دمای اتاق در یک سطح ذره، مانع از زنده ماندن تجاری آنها شده است.
نوآوری در طیف سنجی
تیم تحقیقاتی روش جدیدی به نام «طیف‌سنجی جفت قوی با نوک میدان الکتریکی» ابداع کرده‌اند که طیف‌سنجی کنترل‌شده الکتریکی با وضوح فوق‌العاده بالا را امکان‌پذیر می‌کند. این تکنیک جدید به دستکاری فعال ذرات پلاریتون منفرد در دمای اتاق کمک می کند.
این تکنیک یک رویکرد جدید برای اندازه‌گیری را معرفی می‌کند، یکپارچه‌سازی میکروسکوپ با وضوح فوق‌العاده که قبلاً توسط تیم پروفسور کیونگ-داک پارک با کنترل الکتریکی فوق‌العاده دقیق اختراع شده بود. ابزار به دست آمده نه تنها تولید پایدار پولاریتون را در یک حالت فیزیکی متمایز به نام جفت قوی در دمای اتاق تسهیل می کند، بلکه امکان دستکاری رنگ و روشنایی نور ساطع شده توسط ذرات پلاریتون را از طریق استفاده از میدان الکتریکی نیز فراهم می کند.
استفاده از ذرات پلاریتون به جای نقاط کوانتومی، مواد کلیدی تلویزیون های QLED، مزیت قابل توجهی را ارائه می دهد. یک ذره پلاریتون منفرد می تواند نور را در همه رنگ ها با روشنایی قابل توجهی افزایش دهد. این امر نیاز به سه نوع مجزا از نقاط کوانتومی را برای تولید نور قرمز، سبز و آبی به طور جداگانه حذف می کند. علاوه بر این، این ویژگی را می توان به صورت الکتریکی مشابه الکترونیک معمولی کنترل کرد.
از نظر اهمیت آکادمیک، این تیم با موفقیت ایجاد و به طور تجربی اثر روشن محدود کوانتومی را در رژیم جفت قوی تأیید کرده است، و یک راز دیرینه در تحقیقات ذرات پلاریتون را روشن می کند.
تاثیر بر دستگاه های الکترونیکی نوری
دستاورد این تیم از اهمیت عمیقی برخوردار است زیرا نشان‌دهنده یک پیشرفت علمی است که مسیر را برای نسل بعدی تحقیقات با هدف ایجاد دستگاه‌های اپتوالکترونیکی متنوع و اجزای نوری مبتنی بر فناوری پولاریتون هموار می‌کند.
این پیشرفت می‌تواند سهم قابل توجهی در پیشرفت صنعتی داشته باشد، به‌ویژه در ارائه فناوری منبع کلیدی برای توسعه محصولات پیشگامانه در صنعت نمایشگرهای نوری از جمله نمایشگرهای بسیار روشن و فشرده در فضای باز.
Hyeongwoo Lee، نویسنده اصلی مقاله، بر اهمیت این تحقیق تأکید کرد و اظهار داشت که این پژوهش نشان دهنده “کشف مهمی با پتانسیل پیشرفت در زمینه های متعدد از جمله سنسورهای نوری نسل بعدی، ارتباطات نوری و دستگاه های فوتونیک کوانتومی” است.
تلاش های پژوهشی مشترک
در این تحقیق از نقاط کوانتومی ساخته شده توسط تیم پروفسور سوهی جونگ و تیم پروفسور جاهون لیم از دانشگاه سونگکیونکوان استفاده شد. مدل نظری توسط پروفسور الکساندر افروس از آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ساخته شد در حالی که تجزیه و تحلیل داده ها توسط تیم پروفسور مارکوس راشکه از دانشگاه کلرادو و تیم پروفسور متیو پلتون از دانشگاه مریلند انجام شد. Yeonjeong Koo، Jinhyuk Bae، Mingu Kang، Taeyoung Moon و Huitae Joo از بخش فیزیک POSTECH کار اندازه گیری را انجام دادند.
