超固相是一种自组织的物质状态，同时表现出固体的晶体有序性和超流体的无摩擦流动。它的形成需要同时破缺相位和平移对称性——这一严苛的条件使得实验观测极具挑战性。

本文，美国伦斯勒理工学院Wei Bao等人展示了通过将单晶卤化物钙钛矿与激子-极化激元纳米光栅集成，可以在室温下实现超固相。这种架构支持一种混合极化激元连续谱束缚态，具有大带隙（18.2 meV）和两个边模。随着泵浦强度增加，光学参量振荡驱动系统从连续谱束缚态极化激元凝聚进入两个边模，形成一个自组织的超固相，其特征为横跨整个凝聚体的条纹状一维晶格。至关重要的是，单次实空间成像显示了条纹图案的随机相位选择，多脉冲平均后密度调制的强烈抑制证实了这一点。通过干涉测量法测量的长程时空相干性以及非刚性超固相晶格进一步支持了超固态的观测。

在极化激元纳米光栅平台上实现室温超固态，可用于控制奇异物质量子序，并为探索驱动量子材料中的自发对称性破缺、量子相干性和集体激发提供了新途径。

研究亮点：

  1. 室温超固态首次实验实现：将CsPbCl₃钙钛矿单晶与TiO₂包覆的HSQ纳米光栅集成，通过强光-物质耦合形成激子-极化激元，在室温下首次观察到超固相。该体系支持对称性保护的连续谱束缚态（BIC）模式（带隙18.2 meV），通过光学参量振荡（OPO）驱动系统从BIC凝聚态自发进入条纹状超固相。

  2. 单次成像直接验证自发对称性破缺：单次实空间成像显示，超固相条纹图案的相位在每次激光脉冲中随机变化（图4b），而1000次脉冲平均后条纹被强烈抑制（图4d），首次以直接成像证据证明了平移对称性的自发破缺，而非相位锁定。

  3. 非刚性晶格与长程相干性：超固相晶格常数随泵浦功率连续可调（波矢变化Δk_x ≈ 0.05 μm⁻¹），证明其非刚性自组织特性；同时，一阶空间相干函数g⁽¹⁾高达0.7（图5c），表明整个超固相维持着全局相位相干，兼具晶体有序和超流体特性。

Meng, Y., Li, W., Peng, K. et al. Hybrid perovskite–nanograting photonic architecture enables supersolidity at room temperature. Nat. Nanotechnol. (2026).

https://doi.org/10.1038/s41565-026-02141-0

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