快速热退相干通常将宏观量子现象限制在低温条件下，并阻碍其在环境温度下的应用。

本研究北卡罗来纳州立大学Kenan Gundogdu等人通过研究铅卤化物钙钛矿中超荧光出现时的宏观极化强度波动，发现自发同步的极化子晶格振荡伴随着集体电子偶极发射。我们进一步开发了一个有效场模型，从理论上证实了激子-晶格相互作用在超过临界极化子密度时会形成一种新的电子和结构纠缠的相干扩展孤子态。分析表明，这一相变伴随着两个过程：非相干无序极化子晶格变形建立有序性，同时激子的宏观量子相干性显现。激子在这一态中的复合最终导致高温下的超荧光。

我们的研究揭示了钙钛矿中瞬态超荧光过程与通过热冷却实现的平衡相变之间的基本联系，为设计和开发具有高温宏观量子现象的新材料提供了重要见解。

研究亮点

  1. 高温超荧光的发现：研究首次在铅卤化物钙钛矿中观察到高温下的超荧光现象，突破了传统超荧光仅能在低温下实现的限制。

  2. 孤子态的形成：通过理论模型揭示了激子-晶格相互作用导致的新型孤子态，这种态能够抑制热退相干效应，维持宏观量子相干性。

  3. 潜在应用价值：研究为设计能够在高温下展现宏观量子效应的新材料提供了理论依据，有望推动量子器件在实用温度下的发展。

Biliroglu, M., Türe, M., Ghita, A. et al. Unconventional solitonic high-temperature superfluorescence from perovskites. Nature (2025).

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09030-x

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