無機(jī)鹵化物鈣鈦礦納米線以其高效的光吸收和光發(fā)射性能，在微納尺度激光器、光探測器等集成光子學(xué)器件領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值，近年來備受研究者關(guān)注。目前，激光形成的潛在物理機(jī)制及納米線中光與物質(zhì)相互作用強(qiáng)度的有效調(diào)控還無法實(shí)現(xiàn)，成為阻礙這類納米結(jié)構(gòu)在未來高性能集成光子器件上應(yīng)用的主要瓶頸。

針對這一問題，潘安練教授領(lǐng)導(dǎo)的納米光子與集成器件研究團(tuán)隊(duì)的王曉霞等，在首次實(shí)現(xiàn)在M－plane藍(lán)寶石襯底上可控制備了超長鈣鈦礦納米線（CsPbX3，X＝Cl，Br，I），并實(shí)現(xiàn)了在高性能光探測器上應(yīng)用（JACS 2017）的基礎(chǔ)上，課題組通過持續(xù)大量的實(shí)驗(yàn)積累和驗(yàn)證， 實(shí)現(xiàn)了大面積高質(zhì)量CsPbX3 納米線有序陣列的可控制備，并利用這些納米線構(gòu)建了室溫下低閾值、高品質(zhì)因數(shù)、高線偏振度的紅、綠、藍(lán)多色波長可調(diào)的納米線激光器陣列；通過對激射模式的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)在高泵浦能量下，納米線微腔中存在由于強(qiáng)烈的激子－光子耦合作用形成的激子－極化激元，即激射模式包含光子模式（photonic modes）和激化激元模式（polariton modes）；并進(jìn)一步利用激子－光子耦合模型研究模式的能量－波失色散（energy－wavevector dispersion）關(guān)系，并通過組分控制實(shí)現(xiàn)了對CsPbX3 納米線激子－光子耦合強(qiáng)度的有效調(diào)控。這一研究工作揭示了CsPbX3 納米線中光增益的物理機(jī)制，為未來極化激元光子學(xué)（polaritonics）的研究和應(yīng)用提供了重要的理論模型和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

該研究成果已發(fā)表在納米材料領(lǐng)域國際頂級學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》（影響因子13．94）雜志上。