2025年3月29日，由中国激光杂志社主办的2024年度“中国光学十大进展”评选结果在上海揭晓。由我院兼聘研究员、清华大学物理系教授熊启华牵头的超快光谱学团队，完成的研究成果“室温下激子极化激元的相干光学自旋霍尔输运”入选。该研究基于有机-无机杂化钙钛矿材料，在室温自旋光子学领域取得突破性进展，为未来低能耗信息处理技术提供了全新路径。

自旋电子学与光子学的交叉融合是下一代信息技术的重要发展方向。激子极化激元作为电中性准粒子，兼具光子的高速传输特性与激子的非线性性，被视为理想的自旋流载体。然而，传统无机半导体材料在室温下激子结合能低、退相干效应显著，导致自旋流难以稳定存在。

研究团队与合作者采用高质量的甲脒铅溴钙钛矿微腔器件，利用其较大激子结合能（室温下激子可以稳定存在）和无本征各向异性的材料优势，首次在室温下实现了激子极化激元的光学自旋霍尔效应，并成功观测到其自旋电流在60 微米范围内的长程相干传输。基于这一效应，团队设计并演示了两款新型激子极化激元自旋光子学器件：逻辑非门和自旋极化分束器，展示了在皮秒尺度内进行全光操作的潜力。该研究不仅为室温下自旋信息的操控和传输提供了新途径，还为未来低能耗、高效率的自旋光电子学和信息处理技术奠定了重要基础。作为合作主力，北京量子信息科学研究院（以下简称量子院）超快光谱学团队在理论计算与器件制备中发挥了重要作用。相关研究论文发表于Nature Materials, 24, 56-62 (2025)。

该工作共同第一作者为清华大学物理系博士生石莹和甘雨松，通讯作者为量子院副研究员Sanjib Ghosh、西湖大学教授Alexey Kavokin和量子院兼聘研究员/清华大学教授熊启华，其他重要作者还包括量子院博士后陈俞忠（2024年1月出站）。

量子院公众号成果链接：我院超快光谱学团队在钙钛矿半导体微腔中实现室温光学自旋霍尔效应及自旋光子学器件

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