나노기술 및 정책 정보

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● Xingwang Zhang 연구원(중국과학원 쑤저우나노연구소) 연구팀은 저층(Low layer) 이황화텅스텐(Tungsten Disulfide)과 질화규소(silicon nitride) 광자 결정 나노 구조의 이종 집적(heterogeneous integration)을 기반으로 편광 의존성 실온 엑시톤 폴라리톤(exciton-polariton)을 구현

● 연구팀은 광자 결정 나노 구조의 대칭성을 조절해 운동량 공간에서 소용돌이 편광(Vortex polarization) 특이점 및 원편광(Circular polarization) 상태를 포함한 위상 편광(Topological polarization) 특이점을 생성할 수 있고, 위상 편광 특이점은 저층 이황화텅스텐 내 엑시톤 공명과 강하게 결합해 편광 의존성 엑시톤 폴라리톤을 형성한다는 사실을 발견

● 연구팀은 운동량-에너지 분산선도(Dispersion diagram)에서 명확한 라비 분할(Rabi Splitting) 현상을 관찰해 엑시톤 분극의 생성을 입증하였고, 특정 편광에 대한 편광 특이점의 원격 결합 조절 특성으로 인해 엑시톤 폴라리톤이 뚜렷한 편광 의존성을 가진다는 사실을 확인

● 연구 결과는 이론 및 실험적으로 저대칭 광자 결정 나노 구조에서 편광 특이점이 편광 엑시톤 폴라리톤에서 생성되는 점과 원격 결합 조절의 가능성을 입증함으로써 편광 관련 빛과 물질 간 상호작용을 탐구할 수 있는 새로운 플랫폼을 제공

Nano Letters (2024.09.03.), Polarization-Controlled Exciton-Polaritons in WS2 Strongly Coupled with Low-Symmetry Photonic Crystal Nanostructures