빛과 물질 사이의 강한 결합(strong coupling)에 대한 연구는 인공 광수확(artificial light harvesting), 초고효율 폴라리톤 레이징(ultraefficient polariton lasing), 양자 정보 처리(quantum information processing) 등 다양한 분야에서의 잠재적 응용 가능성 때문에 최근 수년간 큰 주목을 받아왔다. 플라즈모닉 캐비티(plasmonic cavities)는 기존의 포토닉 공진기(conventional photonic resonators)에 대한 설득력 있는 대안으로, 초소형(ultracompact) 폴라리톤 시스템이 실온에서 작동할 수 있게 한다. 본 리뷰는 콜로이드성 금속 나노입자(colloidal metal nanoparticles)에 초점을 맞추며, 이들이 플라즈모닉 캐비티(plasmonic cavities)로서 가지는 장점—손쉬운 합성(facile synthesis), 조절 가능한 플라즈모닉 특성(tunable plasmonic properties), 여기성(excitonic) 물질과의 용이한 통합(easy integration)—을 부각한다. 우리는 단일 나노입자(single nanoparticles), 다이머(dimers), 나노입자-거울(nanoparticle-on-a-mirror) 구성, 그리고 나노입자 기반 공진기의 기타 유형들에서의 강한 결합에 대한 최근 사례들을 살펴본다. 이러한 시스템들은 원자 방출체(atomic emitters), 반도체 양자점(semiconductor quantum dots), 2차원 물질(two-dimensional materials), 페로브스카이트(perovskites)를 포함한 다양한 여기성 물질(excitonic materials)과 결합되어 있다. 결론 섹션에서는 나노입자 시스템에서의 강한 결합 연구의 미래에 대한 관점을 제시하고, 앞으로 놓여 있는 도전과 잠재력을 강조한다. 이 분야에서의 현재 연구 동향에 대한 철저한 이해를 제공함으로써, 강하게 결합된 나노입자 시스템에 대한 연구와 진전을 촉진하고, 궁극적으로 나노포토닉스 응용(nanophotonic applications)을 위한 새로운 경로를 열고자 한다.

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