浦項科技大學 (POSTECH) 物理系的 Kyoung-Duck Park 教授和綜合博士生 Hyingwoo Lee 組成的研究團隊開創了超高分辨率光譜學的創新技術。他們的突破標志著世界上第一個在室溫下電控制極化子(混合光物質粒子)的實例。

極化子是“半光半物質”混合粒子，具有光子(光粒子)和固體物質的特性。它們獨特的特性表現出不同于傳統光子和固體物質的特性，釋放了下一代材料的潛力，特別是在超越光學顯示器的性能限制方面。到目前為止，無法在室溫下以單粒子水平電控制極化激元，阻礙了它們的商業可行性。

研究小組設計了一種名為“電場尖端增強強耦合光譜”的新方法，實現了超高分辨率電控光譜。這項新技術能夠在室溫下主動操縱單個極化子粒子。

該技術引入了一種新穎的測量方法，將 Kyoung-Duck Park 教授團隊先前發明的超分辨率顯微鏡與超精密電氣控制相結合。由此產生的儀器不僅有助于在室溫下以稱為強耦合的獨特物理狀態穩定產生極化子，而且還允許通過使用電場來操縱極化子粒子發射的光的顏色和亮度。使用極化子粒子代替 QLED 電視的關鍵材料量子點具有顯著的優勢。單個極化子粒子可以發射所有顏色的光，并且亮度顯著增強。這樣就不需要三種不同類型的量子點來分別產生紅光、綠光和藍光。此外，該特性可以與傳統電子設備類似地進行電控制。從學術意義來看，該團隊成功建立并實驗驗證了強耦合態下的量子限制斯塔克效應，揭開了極化子粒子研究中長期存在的謎團。

該團隊的成就具有深遠的意義，因為它標志著一項科學突破，為旨在創建基于極化子技術的各種光電器件和光學元件的下一代研究鋪平了道路。這一突破將為工業進步做出重大貢獻，特別是為光學顯示行業突破性產品(包括超亮和緊湊型戶外顯示器)的開發提供關鍵源技術。該論文的主要作者 Hyunwoo Lee 強調了這項研究的重要性，并表示它代表了“一項重大發現，有可能推動包括下一代光學傳感器、光通信和量子光子器件在內的眾多領域的進步。”

該研究利用了成均館大學 Sohee Jeong 教授團隊和 Jaehoon Lim 教授團隊制造的量子點。該理論模型由海軍研究實驗室的Alexander Efros教授制定，數據分析由科羅拉多大學的Markus Raschke教授的團隊和馬里蘭大學的Matthew Pelton教授的團隊進行。 POSTECH物理系的Yeonjeong Koo、Jinhyuk Bae、Mingu Kang、Taeyoung Moon和Huitae Joo進行了測量工作。

這項研究最近發表在國際物理學雜志《物理評論快報》上，并得到了三星未來技術孵化計劃的支持。