郭硕鸿讲座（第三十八期）（2023年5月19日15：00）：室温光量子流体的实现和操控

主持人：王雪华 教授

报告简介：半导体材料因为其能带结构和电子-声子-光子等相互作用，具有丰富的元激发和准粒子，深刻影响半导体载流子的输运性质以及光-电响应。在新型半导体微腔中，微腔光子态和激子态通过强耦合产生新的量子振荡态-即激子极化激元。这种“半光-半物质”的玻色子具有极低有效质量和较强的非线性相互作用，支持非平衡态玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）这种宏观量子现象，通常也被称为光量子流体（quantum fluids of light）。BEC通常在冷原子体系极低的温度实现，近年来各类半导体材料强耦合研究的进展，使得激子极化激元在更高的温度甚至室温实现了凝聚和激射。该报告中，我们将首先聚焦如何实现室温下的光量子流体及其多途径的量子调控。我们将以二维层状半导体和卤素钙钛矿半导体微腔为例，探讨激子极化激元的形成、凝聚和非线性效应的光谱特征，如凝聚和激射的阈值、粒子数统计分布及时间-空间相干性等；然后讨论空间周期性势场对激子极化激元BEC凝聚体的调控，实现光学带隙的打开以及具有拓扑特征的边缘态-角态的激射，最后探讨最光量子流体的传输特性的调控实现超快开关，展现未来在拓扑光子学器件、量子模拟器等方面的前景。

报告人简介：熊启华教授，美国物理学会、材料研究学会和光学会会士，亚太材料科学院院士。1997年本科毕业于武汉大学物理系，2000年从上海应用物理研究所获得硕士学位，2006年于宾夕法尼亚州立大学获得博士学位。2006-2009年在哈佛大学从事博士后研究。2009-2020年间在南洋理工大学物理与应用物理系工作，2016年获聘正教授。2021年初全职加入清华大学物理系。熊启华教授的主要研究领域是凝聚态光谱学以及低维量子材料光与物质相互作用的物理机制和量子调控。他在光与物质强耦合、激光制冷、半导体光学和光电子学等前沿课题做出了一系列有影响力的工作。在国际知名杂志上发表了300篇文章，其中包括Nature 4篇及子刊28篇，Science 1篇及其子刊Science Advances 7篇，并多次被世界知名杂志及大众媒体所报道，总引用次数超过25000次， H-因子87。其出色的研究获得了一些奖励和认可，比如科睿唯安全球高被引科学家（2019-2022）、新加坡物理学会纳米科技奖（2015）、首届新加坡国立研究基金NRF Investigatorship（2014）和NRF Fellowship (2009)等。目前担任《Nano Letters》等期刊副主编，和多家国际-国内知名期刊编委。