ChinesePhysicsL的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/ChinesePhysicsL

博文

前沿综述 | 阿秒凝聚态物理——见证一门新型交叉学科的兴起

已有 358 次阅读 2023-11-22 12:16 |系统分类:论文交流

1.gif


Review

Ultrafast Condensed Matter Physics at Attoseconds

Shi-Qi Hu (胡史奇) and Sheng Meng (孟胜)

Chin. Phys. Lett. 2023, 40 (11): 117801

DOI: 10.1088/0256-307X/40/11/117801


阿秒脉冲技术是本世纪激光技术及超快科学的一个重大突破,由于具有阿秒(1阿秒=10−18秒)和皮米(1 皮米 =10−12 米)量级的超高时空分辨率,阿秒脉冲近年来已经成为在凝聚态物理、材料科学、化学生物、信息成像等领域开拓新应用、发现新现象的重要手段。也正因此,2023年诺贝尔物理学奖被授予Pierre Agostini、Ferenc Krausz和Anne L’Huillier三位物理学家,以表彰他们在实现阿秒脉冲技术方面做出的贡献。


在凝聚态物理中,电子及其各类准粒子的行为对材料性质总是起着至关重要的作用,成为解决当代凝聚物理面临的基本问题(比如对高温超导机制的理解、对固体内多体相互作用的精确量化,以及各类准粒子形成过程的动态描述和调控)的关键(图1)。因此,理解材料中电子和各种准粒子的超快动力学行为,并对其进行高时空分辨的测量和调控,继而实现对物质宏观特性的理解和应用,已成为当代凝聚态物理和材料科学的核心内容。在这样的背景下,基于阿秒脉冲技术、在阿秒时间尺度下开展研究的超快凝聚态物理学方兴未艾,快速成为解决基础物理学、光电子和半导体器件、太阳能电池工业、甚至生命科学领域的基本问题的“杀手锏”。

640 (6).png

图1. 固体阿秒超快动力学中的相互作用示意图。


最近,中国科学院物理研究所的孟胜研究团队综述了阿秒时间尺度下超快凝聚态物理学领域的最新进展。文章指出,这是一门刚刚兴起的、紧密融合超快激光技术和物质科学领域发展的新型交叉学科。文章介绍了具有阿秒分辨率的先进光谱测量和成像技术,以及固体中电荷、激子和磁性相关的阿秒动力学的研究进展(图2)。文章强调固体中多体相互作用(包括电子关联、电子-空穴相互作用、自旋轨道耦合和电声相互作用)在阿秒动力学中的重要影响,并对阿秒动力学在光电子器件和信息存储技术中的应用。最后对凝聚态阿秒动力学的发展前景做了进一步展望。


640 (7).png

图2. 凝聚态物质科学领域具有阿秒分辨率的先进光谱测量和成像技术。(a) 石墨中具有阿秒时间分辨的瞬态吸收谱(左);瞬态吸收谱的短时傅里叶变换(右)。(b) MgF2中产生的高次谐波谱(左);由高次谐波谱重构和计算模拟得到MgF2中价电子密度分布(右)。(c) 强激光场作用下MgF2中价电子密度分布随时间的变化。(d) 钨晶体中的阿秒光电子发射谱(左);光电子发射谱表明钨的4f态电子与导带电子之间存在大约100阿秒的发射延迟(右)。(e) 分子-金属表面激光诱导的隧穿电流空间分布随脉冲延迟时间的变化。(f) 左旋和右旋偏振激光照射下谐振器电子阿秒时间尺度的振荡(顶);谐振器电偶极矩和电四极矩随时间的振荡(底)。


作为一个新兴的学科领域,阿秒尺度下的超快凝聚态物理学将为凝聚态物理乃至传统物质科学贡献新的科学见解,也将为发展下一代颠覆性工业技术铺平道路


研究快讯集锦

用于同质架构储备池计算的莫尔突触晶体管

基于非厄米趋肤效应的二维传热调控

钪刷新元素超导温度

通过梯度下降法实现声子晶体的逆向设计

几何热电泵浦:不同于塞贝克和热释电的新型能量效应

二维AlH2单层:零维电子态与超导电性共存

阿秒X射线俄歇电子谱学

二维材料中实现声子聚焦

石墨烯花状缺陷诱导的原子尺度谷滤波效应

通过电偶极覆盖层调控范德华材料层间相互作用

通过 H 的表面饱和实现cg-N在环境条件下的稳定存在

可在零下100 ℃工作的锂离子电池

基于电子体系的高随机性高稳定性的无后处理量子随机数发生器

二维半导体包覆和范德华接触的晶体管构筑方法

4.png

点此浏览所有Express Letters

CPL Express Letters栏目简介

为了保证重要研究成果的首发权和显示度,CPL于2012年6月开设了Express Letters栏目。此栏目发表速度快,学术质量高。截至2020年底,平均每篇被引用约20次,已经在国内物理学界建立起良好口碑与声望,来稿数量不断增加。


3.jpg

阅读原文




https://m.sciencenet.cn/blog-3426263-1410663.html

上一篇:研究快讯 | 通过电偶极覆盖层调控范德华材料层间相互作用
下一篇:研究快讯 | 等离子体输运中的扩散拓扑物相

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-28 07:41

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部