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세미나 홍용석 박사 [Columbia Univ., 화학과] - Reshaping the energy and information flow through strong light-matter interactions

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  • 일시: 2025년 11월 13일 (목) 오후 4시

    장소: 과학관 B131호

    초록: 

    A central goal of chemistry and materials science is to develop avenues for efficient, coherent transport of electronic energy and information over long distances. Organic systems, such as molecular crystals and conjugated polymers, have shown promise in electronic devices but exhibit relatively poor transport due primarily to their localized electronic states. A frontier approachto enhance the transport of electronic excitations is to hybridize them with light, often achieved by embedding molecules or materials in resonant photonic structures. This strategy results in the formation of part-light part-matter particles known as polaritons, which inherit the long-range coherence of light with the ability to carry electronic energy and interface directly with electronic components. Nevertheless, despite this hybridization, molecular polaritons suffer from large disorder that leads to rapid scattering and dephasing, a major bottleneck to their implementation in polariton technologies. In this talk, I propose that disorder-induced polariton scattering can be drastically suppressed in systems that possess some degree of intermolecular electronic coupling. We directly image polariton transport at light-like speeds using femtosecond optical microscopy, revealing that polaritons in molecular crystals and two-dimensional semiconductors exhibit exceptional transport over macroscopic scales even in the presence of large disorder. These results provide a general strategy and a predictive framework to optimize long-range polariton transport even in the presence of disorder, towards efficient polariton devices that simultaneously optimize sought-after coherence and strong interfacial interactions.