2022年10月14日下午,受量子材料与器件研究中心邀请,南方科技大学、深圳国际量子研究院李保文教授、北京大学张青研究员为相关专业的师生分享了他们的研究成果和科研进展。量子材料与器件研究中心兼职科研人员、物理学院许东辉副教授线上主持了本次讲座。
在半导体材料和电绝缘体里,声子是主要的热的载体。随着微电子芯片的小型化,集成度的大幅度提升,大量的热量产生而散发不出去导致的“热死”(heat death)现象成了半导体工业进一步发展的拦路虎。世界范围内每天都有大量的手机和电动车因为过热而燃烧爆炸。针对解决“热死”的关键科学问题:如何对声子进行有效的调控和管理。李教授详细介绍了如何在一个光力学体系(optomechanical system)和一个利用非线性反馈的力学振动体系(mechanical system)实现声子凝聚。在解析和数值计算表面时,对于光力系统,可通过调节外界参数比如驱动激光的频率,光力耦合强度,或者温度,把在不同能级上的声子凝聚在最低或者最高的频率;对于力学振动体系,可通过非线性反馈,处于高频率的声子最后都凝聚在最低频率,并且凝聚的声子具有非常好的相干性。
张青副教授以“室温激子极化激元材料与器件”为题,介绍了钙钛矿激子极化激元物性及低阈值激光器件的进展,包括:制备高质量钙钛矿低维单晶材料;发展空间角度分辨激光光谱技术,实现可见波段室温激子极化激元;发展表面等离激元场增强技术,将光子-激子耦合强度提升至564 meV;实现超低阈值连续光泵浦绿色微纳激光。激子极化激元具有源于激子组分的非线性效应,又保留了光子组分的轻质量性质,在高速、低功耗光电子信息领域有重要的应用前景。金属卤化物钙钛矿材料,兼备无机和有机半导体材料的优点,如激子结合能高、可低成本低温液相制备等,为极化激元基础与应用研究提供了一个良好平台。
报告会后,与会师生就具体材料中如何实现对声子有效的调控、光力系统中实现声子凝聚的关键实验条件以及技术难度、钙钛矿材料中自旋轨道耦合对其激子极化的影响、纳米线生长制备与块体的区别等与报告人进行了深入的交流讨论。疫情期间,开展“量子前沿”学术讲座加强了中心科研人员与国内高校、科研院所的交流。