È stato dimostrato un nano-laser a polaritone a temperatura ambiente, insieme a diversi risultati di ricerca correlati, su argomenti come la fisica del polaritone su scala nanometrica e anche applicazioni nei sistemi di informazione quantistica. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Progressi scientifici .

La DGIST ha annunciato l'8 maggio che il team del professor Chang-Hee Cho del Dipartimento di scienza dei materiali emergenti ha sviluppato un nano-laser a polaritone funzionante a temperatura ambiente. in collaborazione con il professor Seong-Ju Park del GIST e il professor Ritesh Agarwal dell'Università della Pennsylvania. Quando un'eccitazione di materiale creando stati legati a Coulomb di coppie elettrone-lacuna (eccitoni) interagisce fortemente con i fotoni, si forma uno stato quantistico macroscopico di eccitoni-polaritoni, che riceve proprietà sia della luce che della materia, risultando in sorgenti luminose coerenti molto efficienti dal punto di vista energetico, chiamati "laser polaritoni". Il laser a polariton sta attirando molta attenzione come tecnologia laser di nuova generazione perché può funzionare a potenza ultrabassa. Però, il suo sviluppo è stato limitato a causa delle difficoltà nel controllo della stabilità termica degli eccitoni, soprattutto nei dispositivi su scala nanometrica.

Per superare tali limiti, il gruppo di ricerca ha utilizzato un "pozzo quantico, ' che è uno spazio in cui gli elettroni cadono facilmente. Il ricercatore Dr. Jang-Won Kang presso DGIST ha prodotto un pozzo quantico sulla parete laterale di un semiconduttore a nanostruttura ed è riuscito a mantenere gli eccitoni termicamente stabili anche a temperatura ambiente, altrimenti sono stabili solo a temperature molto basse.

Per di più, la struttura del pozzo quantistico ha contribuito alla formazione di stati eccitone-polaritone più efficienti e stabili rispetto a prima rafforzando l'accoppiamento di eccitone e luce all'interno del semiconduttore della nanostruttura. Questo ha creato una solida base per il team del professor Chang-Hee Cho per sviluppare nano-laser polaritoni, che sono stabili a temperatura ambiente e funzionano solo a 1/10 di potenza dei nano-laser esistenti.

Il professor Cho ha affermato che "Poiché il nuovo semiconduttore a nanostruttura può potenziare le proprietà degli eccitoni e quindi degli eccitoni-polaritoni, siamo stati in grado di sviluppare i nano-laser polariton che possono funzionare a temperatura ambiente utilizzando questa tecnologia. Specialmente, siamo molto felici perché ora possiamo contribuire a costruire una piattaforma per studiare i fenomeni fisici legati agli eccitoni-polaritoni a temperatura ambiente".