半导体微腔中的超固体光

超固态性——兼具超流体流动与晶格有序的特性——已在量子原子系统中实现,但在弱光-物质耦合作用的光子平台中仍未被探索。该研究团队预测,在充满等离子体的光学微腔中会出现光的超固态相,其中光子获得有效质量并通过非局域的等离子体介导非线性相互作用。通过推导具有可调谐光子-光子相互作用核的Gross-Pitaevskii方程,研究人员表明在相干驱动下,腔体光场可通过调制不稳定性自发结晶成超固态晶格。关键的是,这种超固态源于虚电子跃迁实现的弱光子-电子耦合,无需形成混合极化激元。利用掺杂半导体微腔,该工作确定了实验实现的可行条件(电子密度约10¹⁰-10¹¹ cm⁻²,光强约10²-10⁴ W/cm²)。该成果确立了等离子体微腔作为具有涌现量子序的关联光子物质平台的地位。
提交arXiv: 2025-09-11 05:09

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