CsPbBr3 量子点超晶体在室温下的集体闪烁与光子聚集
光学
2026-03-04 v2 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
开发量子光源并寻找能够支持集体many-body态的量子系统是现代量子技术进步的关键。金属卤化物钙钛矿量子点（quantum dots, QDs）已成为具有前景的量子光源候选者，因为单个 QDs 即使在室温下也是可靠的单光子发射器。然而，光子聚集（photon bunching）作为集体many-body态的关键特征，迄今为止在卤化物材料中主要在低温下观察到，限制了其在室温条件下的应用。本文报道了在室温下观察到卤化物 QD 超晶体的集体闪烁和光子聚集。通过自组装工艺制备的亚波长尺寸（100-500 nm）CsPbBr3 QD 超晶体表现出类似单个 QDs 的两级闪烁行为，证明光子聚集程度可达2.75。时间分辨光致发光（photoluminescence, PL）测量和超分辨率成像揭示，超晶体的 PL 寿命显著长于单个 QDs，其发射在尺寸为十几纳米的区域内受限。这些观察表明，超晶体内的激子向其中心能捕获位于较长距离上进行迁移。激发功率相关的聚集程度和聚集动力学分析表明，光子聚集源于激子-双激子级联发射，这是生成纠缠光子的关键机制。这些发现表明，卤化物 QD 超晶体作为室温集体光学现象和量子光发生平台具有前景，推动了可扩展的量子光子技术的发展。
引用
@article{arxiv.2602.08301,
title = {Room Temperature Collective Blinking and Photon Bunching from CsPbBr3 Quantum Dot Superlattice},
author = {Qiwen Tan and Sudipta Seth and Boris Louis and Xiayan Wu and Nithin Pathoor and Toranosuke Takagi and Shun Omagari and Takumi Sannomiya and Johan Hofkens and Martin Vacha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08301},
year = {2026}
}