科学家利用钙钛矿纳米晶超晶格实现可控超荧光

少数材料受激光或其他外部源激发时持续发光，此机制称荧光。但在许多量子系统中，自发辐射光倾向强得多。

此类系统受外部源激发时，同步量子力学相位，产生比单个发射体总和强烈得多的输出（光形式）。导致明亮超快光发射，即超荧光。

但仅当发射体满足特定要求时发生：如与光场高耦合强度、长相干时间、相同发射能量。且必须能完全相互作用而不受环境干扰。迄今科学家未能用数千技术相关物质实现此壮举。

苏黎世联邦理工学院 (ETH Zurich) 和Empa研究人员近期利用长程有序纳米晶超晶格创造此效应。可为量子计算、量子传感、量子加密通信及LED照明发展铺路。

参考：Nature | doi:10.1038/s41586-018-0683-0 | Empa

为按需获得超荧光，作者使用卤化铅钙钛矿制备量子点。将钙钛矿量子点组织成3D超晶格，实现光子相干集体发射，产生超荧光。表现为动态红移发射且辐射衰减加速20倍以上。

超晶格显微视图（白光照明） | 来源：Empa

为实现相干耦合，量子点必须同尺寸、形状、成分。需极高单分散量子点溶液制备长程有序超晶格。过去几年此类溶液大幅改进。

作者称通过精心控制溶剂蒸发，可用不同尺寸均匀量子点制备超晶格。总体为纠缠多光子相位资源奠基——光子量子计算、量子成像和传感缺失源头。

研究人员在极低温度（近-267°C）进行光学实验，获得超荧光最终证据。发现光子自发以明亮脉冲喷射——新型量子光源。

这些实验将帮助科学家进一步探索卤化铅钙钛矿集体量子现象。因这种独特材料性质可进一步增强，可能探索超越单个量子点工程的事物。

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