Se ha demostrado un nano-láser de polaritón a temperatura ambiente, junto con varios hallazgos de investigación relacionados, en temas como la física del polaritón a nanoescala y también en aplicaciones en sistemas de información cuántica. La investigación fue publicada en la revista, Avances de la ciencia .

DGIST anunció el 8 de mayo que el equipo del profesor Chang-Hee Cho en el Departamento de Ciencia de Materiales Emergentes desarrolló un nano-láser de polaritón que opera a temperatura ambiente. en colaboración con el profesor Seong-Ju Park en GIST y el profesor Ritesh Agarwal en la Universidad de Pennsylvania. Cuando una excitación de material mediante la creación de estados ligados a Coulomb de pares de electrones y huecos (excitones) interactúa fuertemente con los fotones, se forma un estado cuántico macroscópico de excitones-polaritones, que recibe propiedades tanto de la luz como de la materia, resultando en fuentes de luz coherentes muy eficientes energéticamente, llamados 'láseres de polaritón'. El láser de polaritón está atrayendo mucha atención como la tecnología láser de próxima generación porque puede funcionar a una potencia ultrabaja. Sin embargo, su desarrollo ha sido limitado debido a las dificultades para controlar la estabilidad térmica de los excitones, especialmente en dispositivos a nanoescala.

Para superar tales limitaciones, el equipo de investigación utilizó un 'pozo cuántico, 'que es un espacio en el que los electrones caen fácilmente. El investigador, el Dr. Jang-Won Kang de DGIST, produjo un pozo cuántico en la pared lateral de un semiconductor de nanoestructura y logró mantener excitones térmicamente estables incluso a temperatura ambiente. de lo contrario, son estables solo a temperaturas muy bajas.

Es más, la estructura del pozo cuántico contribuyó a la formación de estados excitón-polaritón más eficientes y estables que antes al fortalecer el acoplamiento del excitón y la luz dentro del semiconductor de nanoestructura. Esto creó una base sólida para que el equipo del profesor Chang-Hee Cho desarrollara nano-láseres de polaritón, que son estables a temperatura ambiente y operan a solo una décima parte de la potencia de los nano-láseres existentes.

El profesor Cho declaró que "dado que la nueva nanoestructura semiconductora puede aumentar las propiedades de los excitones y, por lo tanto, los excitones-polaritones, pudimos desarrollar nano-láseres de polaritón que pueden operar a temperatura ambiente usando esta tecnología. Especialmente, estamos muy contentos porque ahora podemos contribuir a construir una plataforma para estudiar los fenómenos físicos relacionados con los excitones-polaritones a temperatura ambiente ”.