中評社北京2月12日電／據光明日報報導，古今中外，眾多科學工作者投身光與物質的科學研究，更新著社會對於微觀世界的認知。當光與量子材料相遇，會碰撞出怎樣的火花？
近日，清華大學物理系周樹雲教授研究組首次在半導體材料黑磷中實現弗洛凱瞬時能帶調控並發現獨特的光學選擇定則，為調控材料性質、開發新型器件奠定了基礎。相關研究成果日前發表在《自然》雜誌上。
瞬時改變物態的激光“開關”
光與物質的相互作用是探究低維量子材料微觀物理機制的重要探測手段，其中超短、超強脈衝激光還可作為電子結構及物態的有效調控手段，實現平衡態所不具有的新物態、新效應。
研究組介紹，低維量子材料包括碳納米管、石墨烯、過渡金屬硫族化合物等，以其新奇的物理特性和全新的器件應用受到廣受關注。例如，相比於石墨的三維立體結構而言，石墨烯以其單原子級厚度可以被視作“二維”這樣的低維材料，其中的電子結構也會因為維度的降低而發生劇烈的變化。
“我們研究的電子能帶結構可以通俗地理解成這些材料的DNA，它決定了材料的各種屬性。”清華大學“水木學者”、論文共同第一作者鮑昌華解釋道，“而我們所做的就是利用飛秒激光來調控這些材料的DNA，從而獲得我們想要得到的一些性質。”
當前學界的研究主要聚焦在材料的平衡態特性，而對其非平衡態物理及超快動力學的研究尚處於發展階段。周樹雲團隊利用脈衝激光，將時間精度控制到萬億分之一秒，邁出了實現瞬時調控材料特性的堅實一步。
據悉，在超快時間尺度（皮秒甚至飛秒）上實現電子結構和物理特性的測量和調控，不僅能夠拓展非平衡態物理知識的前沿，還將為未來新型、高速器件的開發和應用奠定重要的科學基礎。
給黑磷中的電子“拍電影”
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