中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近日，北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心王楠林教授課題組應《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）期刊邀請，以“量子材料超快光學(xué)特性研究進(jìn)展”（Recent development of ultrafast optical characterizations for quantum materials）為題發(fā)表長(cháng)篇綜述文章，系統介紹了超快光譜測量技術(shù)在量子材料中的應用，并對相關(guān)領(lǐng)域近年來(lái)部分重要進(jìn)展進(jìn)行了評述。
光譜是探測量子材料電荷動(dòng)力學(xué)響應、單粒子激發(fā)與集體激發(fā)、電子與其他自由度耦合和相互作用的重要實(shí)驗手段。近年來(lái)，得益于超短脈沖激光技術(shù)的發(fā)展，基于泵浦-探測基礎上的各種超快時(shí)間分辨譜學(xué)測量得到快速發(fā)展和應用，推動(dòng)和產(chǎn)生了許多新興的研究前沿。當前超快光譜不僅是探測和表征量子材料受泵浦光激發(fā)之后非平衡態(tài)和非線(xiàn)性響應的重要實(shí)驗技術(shù)，而且正在成為量子物態(tài)調控的嶄新手段。超短激光脈沖可以驅動(dòng)材料發(fā)生非絕熱和超快時(shí)間尺度的物態(tài)相變，對發(fā)現新現象、新效應、新物理有重要意義。
該綜述文章首先簡(jiǎn)要介紹了表征材料平衡態(tài)光學(xué)響應的光譜測量技術(shù)，包括傅里葉變換光譜和時(shí)域太赫茲光譜、強場(chǎng)太赫茲脈沖和中紅外脈沖的產(chǎn)生與采樣、非線(xiàn)性二次和高次諧波產(chǎn)生、以及偏振轉動(dòng)測量等。隨后，梳理了弱“泵浦”光擾動(dòng)和強“泵浦”光激發(fā)下量子材料出現的不同物理效應，并著(zhù)重介紹了強“泵浦”光對一些受關(guān)注量子材料誘導的實(shí)驗現象和效應，如熔化長(cháng)程有序、抑制競爭序、驅動(dòng)晶格結構變化、誘導新量子物態(tài)以及多周期光場(chǎng)實(shí)現Floquet工程等。文章尤其是總結了基于強場(chǎng)太赫茲技術(shù)對超導體Higgs集體模式的探測和研究，系統梳理了近期廣受關(guān)注的超快激光在高溫超導體中誘導“瞬態(tài)超導”的實(shí)驗進(jìn)展，評述了相關(guān)研究前沿存在的爭議和問(wèn)題，指出現有實(shí)驗尚不足以指認實(shí)現激光誘導的瞬態(tài)高溫超導，并針對現有問(wèn)題提出今后值得進(jìn)一步開(kāi)展的研究。
該綜述文章由王楠林教授課題組董濤副研究員、博士后張思捷和王楠林教授合作撰寫(xiě)完成。該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng )新中心、中國博士后基金項目的支持。
