中评社北京2月12日电／据光明日报报导，古今中外，众多科学工作者投身光与物质的科学研究，更新著社会对于微观世界的认知。当光与量子材料相遇，会碰撞出怎样的火花？
近日，清华大学物理系周树云教授研究组首次在半导体材料黑磷中实现弗洛凯瞬时能带调控并发现独特的光学选择定则，为调控材料性质、开发新型器件奠定了基础。相关研究成果日前发表在《自然》杂志上。
瞬时改变物态的激光“开关”
光与物质的相互作用是探究低维量子材料微观物理机制的重要探测手段，其中超短、超强脉冲激光还可作为电子结构及物态的有效调控手段，实现平衡态所不具有的新物态、新效应。
研究组介绍，低维量子材料包括碳纳米管、石墨烯、过渡金属硫族化合物等，以其新奇的物理特性和全新的器件应用受到广受关注。例如，相比于石墨的三维立体结构而言，石墨烯以其单原子级厚度可以被视作“二维”这样的低维材料，其中的电子结构也会因为维度的降低而发生剧烈的变化。
“我们研究的电子能带结构可以通俗地理解成这些材料的DNA，它决定了材料的各种属性。”清华大学“水木学者”、论文共同第一作者鲍昌华解释道，“而我们所做的就是利用飞秒激光来调控这些材料的DNA，从而获得我们想要得到的一些性质。”
当前学界的研究主要聚焦在材料的平衡态特性，而对其非平衡态物理及超快动力学的研究尚处于发展阶段。周树云团队利用脉冲激光，将时间精度控制到万亿分之一秒，迈出了实现瞬时调控材料特性的坚实一步。
据悉，在超快时间尺度（皮秒甚至飞秒）上实现电子结构和物理特性的测量和调控，不仅能够拓展非平衡态物理知识的前沿，还将为未来新型、高速器件的开发和应用奠定重要的科学基础。
给黑磷中的电子“拍电影”
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