莫纳什大学的研究团队在激光材料领域取得进展,一种新型有序排列的钙钛矿“超晶体”被开发出来,有望推动未来激光器在速度、体积与能效方面的综合性能提升。该成果已发表于学术期刊《激光与光子学评论》。

通讯作者、莫纳什大学材料科学与工程系的雅采克·亚西尼亚克教授指出了此项技术对发展高效光学器件的意义:“令人兴奋的是,我们并没有改变材料本身,而是改变了它的组织方式。通过将纳米晶体组装成有序的超晶体,光激发产生的各种能级可以相互协作而不是相互竞争,从而能够更有效地放大光。”这种结构变化促使材料内部微小的能量包——激子产生协同效应,取代了传统材料中各自独立工作的低效模式,实现了光放大的效率提升。
领导实验工作的马诺杰·夏尔马博士进一步阐释了其机制:“通过将纳米晶体组装成高度有序的超晶体,我们证明光学增益不再受限于效率低下且容易造成能量损失的单粒子双激子,而是源于整个结构中的集体激子相互作用。”这项研究展示了通过精确控制纳米晶体的空间排列方式,可以优化材料的光学性能,而不必改变其基本化学组成。
近年来,钙钛矿材料因其制造便利、性能可调等特点,在光电器件领域受到关注。此项研究将这类材料的应用潜力拓展至高性能激光领域。研究人员认为,这种基于有序超晶体结构设计的新材料,有望应用于通信、传感与计算系统中依赖光信号的设备,例如自动驾驶汽车的传感器、医学成像仪器及其他光电子设备。这项工作表明,通过结构工程优化材料性能,可以为未来光学技术的实际应用开拓新的可能性。
更多信息:作者:Junhong Yu等人,标题:《钙钛矿超晶体中的协同激子相互作用实现优异的光学增益》,发表于:《激光与光子学评论》(2026)。













