华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室、精密光谱科学与技术高等研究院徐红星教授团队、孙政研究员与上海光机所董红星研究员合作，在钙钛矿超晶格中集体激子协作与量子相干态调控领域取得进展。研究成果发表于国际光学期刊Laser Photonics Rev. 2025, 2401847。

    钙钛矿量子点（PQDs）具有优异光电性能和强激子束缚能，但在超快光电子学和量子信息处理领域应用受限于缺乏稳定多体量子相干态及相干时间短等问题。如何构建稳定可调控的多体协作量子态成为核心问题。

    研究团队利用有序铅卤钙钛矿量子点超晶格结合光学微腔，研究了超晶格中集体激子的光学行为，实现从超荧光(SF)到腔增强超荧光(CESF)的相变调控。CESF态展现出更强的量子协作效应和可控性：

·相干时间增强

  在微腔作用下，集体激子相干时间从SF态的0.48 ps提升至CESF态的1.37 ps，接近量子极限，增强了体系稳定性。

·高偏振超快发射

  CESF状态下，发射偏振度达93.5%，持续时间超过10 ps。微腔调控使激发态选择性耦合腔模，实现可控超快发光，有利于偏振编码量子通信。

·超快相干性重建

  CESF体系相干性重建时间仅需8 ps，快于SF态的19 ps，可提升量子光源调制速率，适用于太赫兹调制与高速量子计算。

·微腔增强机制

  微腔通过Purcell效应提高辐射速率，并通过光子回旋散射增强集体激子间协作耦合，形成稳定CESF相干态。

     本研究首次揭示了钙钛矿超晶格中集体激子态的腔调控机理，突破单体激子相干操控限制，推动钙钛矿材料在量子光电子学应用。这为构建钙钛矿基超快量子光源与调制器件奠定基础，也为探索低维材料多体量子物态提供新平台与理论模型。

     本研究得到国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划、上海市科委重大专项、国家级青年人才计划等项目支持。华东师范大学为第一单位，博士生谭继清为论文第一作者，孙政研究员、谢微教授与董红星研究员为共同通讯作者。

图1. 钙钛矿量子点回音壁式腔增强超辐射的相干时间动力学

论文原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202401847