Er is een polariton-nanolaser op kamertemperatuur aangetoond, samen met een aantal gerelateerde onderzoeksresultaten, met betrekking tot onderwerpen als polaritonfysica op nanoschaal en ook toepassingen in kwantuminformatiesystemen. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift, wetenschappelijke vooruitgang .

DGIST kondigde op 8 mei aan dat een polariton-nanolaser die bij kamertemperatuur werkt, is ontwikkeld door het team van professor Chang-Hee Cho van de afdeling Emerging Materials Science, in samenwerking met Professor Seong-Ju Park bij GIST en Professor Ritesh Agarwal aan de Universiteit van Pennsylvania. Wanneer een excitatie van materiaal door het creëren van Coulomb-gebonden toestanden van elektron-gatparen (excitonen) sterk interageert met fotonen, een macroscopische kwantumtoestand van exciton-polaritonen wordt gevormd, die eigenschappen van zowel het licht als de materie ontvangt, resulterend in zeer energiezuinige coherente lichtbronnen, zogenaamde 'polaritonlasers'. De polaritonlaser trekt veel aandacht als de volgende generatie lasertechnologie omdat hij op ultralaag vermogen kan werken. Echter, de ontwikkeling ervan is beperkt geweest vanwege de moeilijkheden bij het beheersen van de thermische stabiliteit van excitonen, vooral in apparaten op nanoschaal.

Om dergelijke beperkingen te overwinnen, het onderzoeksteam gebruikte een 'kwantumbron, ' wat een ruimte is waarin elektronen gemakkelijk vallen. Onderzoeksgenoot Dr. Jang-Won Kang van DGIST produceerde een kwantumput op de zijwand van een halfgeleider met nanostructuur en slaagde erin om thermisch stabiele excitonen te behouden, zelfs bij kamertemperatuur, anders zijn ze alleen stabiel bij zeer lage temperaturen.

Verder, de kwantumputstructuur droeg bij aan de vorming van efficiëntere en stabielere exciton-polaritontoestanden dan voorheen door de koppeling van exciton en licht in de halfgeleider met nanostructuur te versterken. Dit creëerde een solide basis voor het team van professor Chang-Hee Cho om polariton-nanolasers te ontwikkelen, die stabiel zijn bij kamertemperatuur en werken op slechts 1/10e van de bestaande nanolasers.

Professor Cho verklaarde:"Aangezien de nieuwe halfgeleider met nanostructuur de eigenschappen van excitonen en dus de exciton-polaritonen kan versterken, met deze technologie hebben we de polariton-nanolasers kunnen ontwikkelen die bij kamertemperatuur kunnen werken. Vooral, we zijn erg blij omdat we nu kunnen bijdragen aan het bouwen van een platform om de fysieke verschijnselen gerelateerd aan de exciton-polaritonen bij kamertemperatuur te bestuderen."