由麦考瑞大学科学家领导的一项国际合作，引入了一种新的量子光学技术，可以提供前所未有的途径来了解半导体中光-物质相互作用的基本特性。
这项研究发表在1月15日的《自然物理学》杂志上，使用了一种新的光谱技术来探索量子尺度上光子和电子之间的相互作用。
该研究的合著者、麦考瑞大学数学与物理科学学院的研究小组负责人托马斯·沃尔兹教授说，这项工作有可能在全球探索可获得的量子光子技术方面取得突破。
Volz教授说:“我们已经开发出了一种利用辐射量子级联的新技术，在这种技术中，光和物质相互作用时产生的光子在物质中储存，沿着能级的阶梯向下行进。”
“即使相互作用非常弱，以至于所产生的能级以前太接近而无法区分，这也适用。”
这种接近量子领域的能力具有巨大的潜力。
Volz教授说:“通过了解这些微小的光粒子如何协作，我们对固体材料(如半导体)的量子特性有了有价值的见解。”
该团队的技术，他们称之为“光子级联相关光谱”，结合了光谱滤波和光子相关分析来揭示半导体激子-极化子之间的相互作用，这是由光子(光)和物质(激子)组成的准粒子。
合著者Lorenzo Scarpelli博士是麦考瑞大学的前博士后，现在是荷兰代尔夫特理工大学的博士后研究员，他说:“光子级联相关光谱的操作有点像光子显微镜。
“我们创造了光子的实时图像，这告诉我们它们是否倾向于一起旅行，也允许我们提取有关它们相互作用强度的信息。”
他说，该团队的新技术使他们能够探测到涉及三个或更多粒子的复杂束缚态的相互作用，这在以前只是理论上的。
这一发现在量子光学中很重要，因为它使科学家能够直接激发和测量特定的单光子跃迁，使他们能够表征固态系统中细微的少粒子量子效应，并确定在新应用中工作良好的材料。
Volz教授说:“全世界都在寻找能够控制光粒子相互作用的材料，这样我们就可以制造光学晶体管，非常快的光开关，用单个光粒子而不是电子来进行信息处理。”
“我们实验的宿主材料是砷化镓，但这项技术也可以很容易地应用于其他材料，我们可以在那里看到类似的物理效应或行为。
“这项技术将使我们对固体材料的量子特性获得有价值的见解。”
