由圣安德鲁斯大学领导的研究人员在室温下制造出了一种“量子谐振子”——一种可以控制量子粒子的位置和能量的结构，未来可以用于开发包括oled和微型激光器在内的新技术。

这项研究是与新加坡南洋理工大学的科学家合作进行的，最近发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。该研究使用有机半导体产生极化激元，即使在室温下也能显示量子态。

极化激元是光和物质的量子混合物，由半导体材料中的激发与光子结合而成，光子是形成光的基本粒子。为了制造极化激元，研究人员将光困在一层薄薄的有机半导体(一种用于OLED智能手机显示屏的发光材料)中，夹在两块高反射镜之间，比一根头发丝还要薄100倍。

极化激元，就像空气中的水分一样，可以凝结并形成一种液体。研究人员将这种量子液体聚集在激光束的模式中，以控制其性质。这使得流体以一系列谐波频率振荡，类似于小提琴弦的振动。这些量子振动态的形状与“量子谐振子”的形状相匹配。

圣安德鲁斯大学物理与天文学院的哈米德·奥哈迪博士是该项目的负责人之一，他说:“这是教科书上的一个问题，我们和学生在量子物理课程中看到的是量子谐振子。我们过去认为需要复杂的冷却方法才能看到这些振子。我们发现，这种基本的物理现象在室温下也可以看到。”

他的同事格雷厄姆·特恩布尔教授补充说:“通过研究这个量子振荡器，我们正在学习如何控制极化激元的位置和运动。在未来，我们希望利用这些知识来开发用于环境传感的新型量子技术，或者新型oled和微型激光器。”

Ifor Samuel教授也是圣安德鲁斯大学项目团队的成员，他说:“这项研究最值得注意的方面之一是，我们在一个地方激发了样本，但在另一个地方看到了(极化子)激光，这表明量子混合物或光和物质可以传播宏观距离。这不仅对激光有用，对太阳能电池也有用。”

该研究由英国工程和物理科学研究委员会(EPSRC)和苏格兰资助委员会(SFC)资助。

论文“有机半导体中光捕获室温极化子凝聚物”发表在《自然通讯》杂志上。

请确保在所有在线报道和社交媒体帖子中包含该报纸的DOI [doi.org/10.1038/s41467-022-34440-0]。

由圣安德鲁斯大学通讯办公室发布。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。