光とナノ構造により室温で新しい物質状態を創出(New state of matter at room temperature)

2026-03-17 レンセラー工科大学(RPI)

レンセラー工科大学(RPI)の研究チームは、光とナノ構造を利用して室温で新しい物質状態を生成することに成功した。この状態は、従来は極低温でしか観測されなかった量子現象を常温環境で再現するもので、光と物質の強い相互作用により形成されるハイブリッドな励起状態(ポラリトン的挙動)が特徴である。ナノスケール構造により光の閉じ込めと制御を実現し、安定した新状態の生成を可能にした。この成果は量子材料や光デバイスの革新に寄与し、次世代の情報処理やエネルギー技術への応用が期待される。

<関連情報>

ハイブリッドペロブスカイト・ナノグレーティングフォトニック構造により、室温での超固体化が可能になる Hybrid perovskite–nanograting photonic architecture enables supersolidity at room temperature

Yilin Meng,Wei Li,Kai Peng,Chaoyang Ti,Jianchen Dang,Xiaolong Wu,Xu Han & Wei Bao
Nature Nanotechnology  Published:16 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41565-026-02141-0

光とナノ構造により室温で新しい物質状態を創出(New state of matter at room temperature)

Abstract

The supersolid phase is a self-organized state of matter that simultaneously exhibits the crystalline order of a solid and the frictionless flow of a superfluid. Its formation requires the simultaneous breaking of phase and translational symmetries—a stringent condition that makes experimental observation challenging. Here we show that it is possible to achieve a room-temperature supersolid phase by integrating single-crystal halide perovskites with an exciton–polariton nanograting. This architecture supports a hybrid polaritonic bound-state-in-continuum state with a large bandgap (18.2 meV) and two side modes. As the pumping intensity increases, optical parametric oscillation drives the system from a bound-state-in-continuum polariton condensate into the two side modes, forming a self-organized supersolid phase characterized by a striped one-dimensional lattice spanning the condensate. Crucially, single-shot real-space imaging shows stochastic phase selection of the stripe pattern, evidenced by strong suppression of the density modulation on multishot averaging. The observation of supersolidity is further supported by long-range spatiotemporal coherence measured interferometrically and by a non-rigid supersolid lattice. The realization of supersolidity at room temperature in a polaritonic nanograting platform can be useful to control exotic quantum orders and for exploring spontaneous symmetry breaking, quantum coherence and collective excitations in driven quantum materials.

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