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리서치 하이라이트

반도체 미세공동에서의 폴라리톤 응축물의 초유체 현상

Nature 457, 7227

전자와 양공의 결합체인 엑시톤(exciton)은 비교적 높은 온도에서 보즈-아인슈타인 응축물(Bose-Einstein like condensate, BEC)을 형성하는 것으로 추정되고 있다. 최근 엑시톤과 광자의 혼합물인 엑시톤-폴라리톤(exciton-polariton)에 의해서 형성된 반도체 미세공동에서 BEC에 대한 증거가 발표되었다. 이러한 폴라리톤 응축물에서는 초유체와 유사한 물성이 예측되지만, 미세공동 폴라리톤이 수명이 매우 짧기 때문에 이는 보기 드문 특성이며, 다라서 응축물은 열평형 상태에 있지 않게 된다. Amo 등은 파동 광학 여기 기술(pulsed optical excitation technique)을 개발하였으며, 이를 이용하여 미세공동 내에 있는 폴라리톤 응축물을 움직이게 만들었고, 이들이 결손 부위를 건널 때 저항 없이 흘러가는 것과 같은 초유체 특성을 가지는 것을 명확히 관찰할 수 있었다. 이번 연구 결과를 통해서 평형 상태에 있지 않은 응축물의 움직임을 직접적으로 관찰할 수 있는 새로운 테크닉을 얻을 수 있었다.