폴라리톤 중재에 의한 장거리 에너지전달

전문가 제언

들뜬 상태 에너지전달은 생물학적 광 수확 복합체에서 중심적 역할을 하며, 광 방출, 광 변환, 레이저와 같은 다양한 유기 광전자공학 디바이스에 응용하기 위해 광범위하게 연구된다. 들뜬 분자와 들뜨지 않은 이웃 사이의 쌍극자 상호작용을 통해 일어나는 비복사 에너지전달은 Forster전달이라고 부른다. 국소적 전자교환 상호작용과 비교하여 Forster전달은 보통 1～10㎚ 정도의 장거리에서 일어날 수도 있다. Coles 등은 마이크로공동 안에서 광 모드의 중개 역할을 이용하는 비복사 분자 간 에너지전달을 위한 대체 경로를 시연하였다. 이 상호작용의 특유한 길이척도는 공동모드의 공간적 범위로 정의되므로 전통적인 Forster형 과정보다 훨씬 길다.

 

반도체가 광 마이크로공동 안에 포함되면 반도체내의 들뜸과 마이크로공동의 광자 모드 간 상호작용의 다중 영역이 생긴다. 이 두 종의 수명이 Rabi 기간이라고 부르는 특징적 상호작용 시간척도를 초과하는 시스템에서 강한 결합을 하는 영역이 실현된다. 여기서 엑시톤과 광자는 붕괴하기 전에 가역적으로 에너지를 교환하고, 결합되지 않은 엑시톤과 공동 광자의 선형 혼합인 시스템의 허용된 상태를 마이크로공동 폴라리톤(polariton)이라고 부른다. 강한 결합 시스템의 에너지와 면내 파동벡터 사이의 분산관계는 결합되지 않은 엑시톤과 광자모드 사이의 에너지 공명점에서 반대로 교차(anti-cross)하는 두 갈래(branch)를 갖는다. 이 독특한 에너지 분산은 폴라리톤의 보즈-아인슈타인 응축과 폴라리톤 레이저를 포함하는 다양한 현상의 원천이며, 무기 반도체에서 자주 관측되고 이제 유기반도체에서도 관측된다.

저자

Russell J. Holmes

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2014

권(호)

13()

잡지명

Nature Materials

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

669~670

분석자

박*철

분석물

• 폴라리톤 중재에 의한 장거리 에너지전달.pdf [237,889 byte]

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