上海交通大学张文涛副教授课题组与中国科学院院士张杰以及教授指导团队合作，利用飞秒激光控制实现瞬时二维长-三维量子材料中的范围有序电子态，并发现了光诱导的超级引导迹象。研究成果近日在线发表于《自然》杂志。

二维电子态通常是通过机械剥离、人工异质结、分子束外延生长等方法制造人工结构来实现的。在这项研究中，科学家们提出并实施了一种使用超快激光控制在量子材料中产生二维电子态的新方法。论文通讯作者张文涛告诉《中国科学报》，该方法利用特定激光强度激发的相干电子声子相互作用引起的材料晶格宏观周期性畸变，这种晶格畸变发生在层状结构中。材料。 , 在晶格畸变层和原始层之间实现了长程有序的二维电子态。

研究人员对三维电荷密度波材料二硒化钛进行了高分辨率时间分辨角分辨光电子能谱和兆伏超快电子衍射实验，并结合模型计算，证实飞二次激光诱导晶格畸变可以在三维材料中实现长程有序二维电子态。进一步的实验表明，二维电子结构中存在光致非平衡超导的迹象。该指南认为，这一结果是两种时间分辨实验方法的完美结合，验证并实现了科学猜想。

先进仪器的发展和实验精度的提高是这一新发现的关键。张文涛课题组自主研发的时间分辨角分辨光电子能谱仪，时间分辨率（113飞秒）和能量分辨率（16.2毫电子伏）的乘积接近物理极限，达到世界同类仪器最高水平.张杰和指导团队研制出世界上唯一一款时间分辨率优于50飞秒的兆伏级超快电子衍射装置。

本研究结合了时间分辨角分辨光电子能谱对电子敏感和兆伏特超快电子衍射装置对原子敏感的优点，分别从超快电子结构和超快晶格动力学两个方面提供相关发现的实验证据。张杰表示，这些发现首次表明利用超快激光来控制量子材料的电子尺寸并产生奇异的量子现象。 (黄鑫)

[来源：光明科学]

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文章来源：《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0714/1514.html