等离激元-激子极化激元凝聚体的相互作用与相干性

极化激元是腔中电磁波与介质材料中偶极振荡强耦合产生的准粒子。在此框架下，定义光学纳米腔的金属纳米颗粒中的局域表面等离激元在过去十年中引起了越来越多的兴趣。这种兴趣源于其亚衍射模式体积，通过利用强散射截面提供了极高光子密度的途径。然而，金属中的高吸收损耗阻碍了对集体相干现象（如凝聚）的观察。在本工作中，我们通过将有机分子中的弗伦克尔激子耦合到等离激元纳米颗粒晶格中的多极模式，展示了具有长程空间相干性（延伸数百微米，远超激发区域）的非平衡室温等离激元-激子-极化激元凝聚体的形成。时间分辨实验证明了该凝聚体的皮秒动力学和可观的蓝移，从而首次测量了等离激元腔中极化激元相互作用的效应。我们的结果为观察等离激元系统中的室温超流性和新颖非线性现象铺平了道路，挑战了金属吸收损耗阻碍宏观量子态实现的普遍看法。