インサイダーブリーフ
- 韓国の研究者は、ペロブスカイト結晶の強誘電性を使用してポリトンを制御する方法を実証し、スケーラブルな量子デバイスへの新しいアプローチを提供しています。
- チームは、結晶構造の位相誘発性変化により、ポリトンのラビ振動頻度を最大20％変調し、発振器強度を44％増加させました。
- で公開された研究 高度な科学 Samsung Science and Technology Foundationのサポートは、複雑な外部機器のない室温の量子技術の可能性を示しています。
韓国の研究チームは、半導体結晶の内部構造を変更し、より実用的でスケーラブルな量子技術への扉を開くことによって、光と物質から形成された量子粒子を制御する方法を実証しました、と報告します。 アジアの研究ニュース。
で公開された研究 高度な科学 最近、チャン・ヒー・チョー教授のチームによって行われました Daegu Gyeongbuk科学技術研究所（DGIST）、博士号候補者のヒオン・シオ・チェは第一著者としてリストされています。研究者によると、この調査結果は、かさばる外部コンポーネントに依存しない量子光源とデバイスを設計するための新しい経路を提供します。
「この研究は、単にポラリトンを生成するだけではありません。その強度と特性は、実用的なアプローチである強誘電性を通じて制御できることを示しています」とチャン・ヒー・チョーは述べています。 「量子デバイスの制御技術が進歩し続けるにつれて、量子コンピューターや通信システムなどのさまざまな量子ベースの技術の実際の実装が加速される可能性があります。」
ラビ振動
ポラリトンは、励起子と光子が結合したときに形成される複合準粒子です。電子が緩められたときに作成された一時的な結合状態が作成され、正に帯電した穴が残ります。これらのハイブリッド粒子は、光と物質の両方のように振る舞い、環境と相互作用する能力を保持しながら迅速に動きます。 「ラビ振動」を受ける能力は、光状態と物質状態の間の周期的な遷移により、量子コンピューティング、通信システム、および次世代光学センサーの魅力的な候補になります。
課題は、ラビの振動を外部フィールドや機器なしで制御することが困難であり、コンパクトなデバイスでの有用性を制限することです。 Choのチームは、位相移動特性で知られている半導体のペロブスカイトファミリーのメンバーであるメチルアンモニウム鉛臭化物（Mapbbr₃）と呼ばれる材料に頼ることでこれに対処しました。水凍結や沸騰のように、この材料の結晶構造は温度やその他の条件に応じて変化します。
そのフェーズの1つでは、材料は強誘電性を示します。これは、外部電界を必要とせずに発生する自発的な電気偏光です。研究者たちは、この特性が励起子の行動に影響を与え、それがポリトンの特性を変えることを発見した、とアジアの研究ニュースは報告している。
DGISTチームは、特別に設計されたマイクロキャビティ構造を使用して、ペロ誘発性の強誘電特性がペロブスカイト結晶の強誘電性特性がポラリトンのラビ振動を調節できることを実証しました。振動周波数は最大20％調整可能でしたが、発振器強度（光と物質の結合の程度）は44％も増加しました。
量子挙動の制御
研究によると、これらの変化は、強誘電相で観察された非対称結晶構造に直接結び付けられており、追加の機器を必要とせずに量子挙動を制御するために内部の材料特性を活用できることを確認しました。
チームが報告しているこの方法は、量子デバイスの複雑さとコスト、特に光を使用して情報をエンコードして処理するものを大幅に削減できると報告しています。制御メカニズムは、材料自体の構造変化に依存しているため、室温操作に適しています。これは、実験室を超えた量子技術のスケーリングの重要な要素です。
この研究は、Samsung Science and Technology Foundationによってサポートされており、量子システムを操作するためのよりシンプルで安定した方法を見つけるための量子研究コミュニティ全体で継続的な取り組みを反映しています。多くの量子プラットフォームは極低温環境または精密なハードウェアに依存していますが、DGISTの研究は、統合された材料ベースのソリューションの可能性を示しています。
この調査結果は、フォトニックAIチップ、超高速量子センサー、コンパクトな量子通信モジュールにも潜在的な意味を持ちます。これらはすべて、日常環境で動作できる信頼できる量子光源に依存します。
