量子科技中心_量科网

在光学微腔中，激子与光子之间的强耦合作用已被广泛证实能通过空间扩展的极化激元态增强能量离域化。与之相反，利用腔介导的光-物质效应来促进其逆向现象——即《能量局域化》——仍鲜有研究。该工作通过研究非线性物质相互作用产生的特殊能量局域化形式《量子自陷效应》（QST）来探索这一课题。研究人员采用广义塔维斯-卡明斯模型，研究两个非谐振动模式间振动激子（即声子）的输运过程及其与腔光子的相互作用。在无腔条件下，由于系统对称性限制，无法实现真正完整的QST（即无限长寿命的局域化），虽然多体相互作用会减缓能量转移速率。当系统与单模腔耦合时，该行为发生显著改变并呈现两种新机制：首先在弱光-物质耦合区，新开放跃迁路径间的相消干涉会抑制能量交换，导致腔增强自陷效应；随着耦合强度增加，这些干涉效应逐渐转变为腔辅助能量转移，此时可观察到振动能量流加速现象。尤为重要的是，该研究团队发现临界耦合强度可将两种机制分离，在此区间内系统动力学几乎完全冻结，暗示着多声子束缚态可实现“稳定化”的光致QST。这些结果表明光学微腔不仅能增强能量输运，还可稳定能量局域化现象，为调控量子系统中的能量流动提供了新途径。