“通过光的力量揭示了“隐藏”的物质阶段”

许多人认为水只存在于固体冰、液态水和气体蒸汽三个阶段之一。 但是，物质可以存在于多个不同的阶段。 例如，冰有10个以上的已知阶段，或者原子排列在空之间的方法。 压力、温度、电力等外力如何引起相变，会使材料产生新的特征。 这是因为可以广泛使用麦克风和超声波等压电材料。

新的研究表明，金属氧化物有隐藏相，当被极快的光脉冲激活时，会赋予材料新的铁电性能，有分离正电荷和负电荷的能力。 这项研究由麻省理工学院的研究者keith a. nelson、xian li、edoardo baldini、andrew m. rappe、penn研究生院的tian qiu和jiahao zhang合作指导。 这项研究结果发表在科学上。

他们的工作打开了创意材料的门，人们可以用轻触开关在一万亿分之一秒内接通和关闭属性，现在可以更好地控制了。 这种方法不仅可以改变电位，还可以用于改变现有材料的其他方面，如将绝缘体变为金属或使磁极反转等。

rappe说，这为快速重新定位功能材料开辟了新的视野。

该组是研究钛酸锶，用于光学仪器、电容器、电阻器的常电材料。 钛酸锶具有对称性和非极性的晶体结构，被挤出为具有极性四方结构的相，可以沿着其长轴拥有一对带相反电荷的离子。

nelson和rappe以前的合作为这项新的研究提供了理论基础。 这项研究基于nelson用光诱导固体材料相变的经验和开发rappe原子级计算机模型的知识。

[尼尔森]是实验主义者，我们是理论家，拉普说。 他可以报告他认为是根据光谱发生的事件，但这种解释是推测性的，直到对我们发生的事件提供了强有力的物理理解。

随着最近的技术进步和从太赫兹波工作中获得的额外知识，这两位化学家开始研究他们的理论，至今已有十多年的历史。 rappe的挑战是用正确的计算机生成的钛酸锶版本补充尼尔森的实验，各原子将被跟踪并显示。 它们用与实验室测试材料相同的方法对光做出响应。

他们发现，当钛酸锶被光激发时，离子被向不同的方向拉伸，带正电荷的离子向一个方向移动，带负电荷的离子向另一个方向移动。 之后，离子不会马上回到原来的位置，而是通过钟摆推压后的方法，防止离子因其他原子发生的振动运动而马上反弹。

就像钟摆在达到其振动最大高度的瞬间稍微偏离航向，小凹坑之一保持在远离其初始位置的位置上一样。

得益于他们强大的合作历史，nelson和rappe可以重复从理论模拟到实验，反之亦然，直到实验证据发现他们的理论是正确的。

纳尔逊说。 它证明了思想是如何酝酿的，并且在十多年后全力恢复。

这两位化学家将与工程师就未来应用驱动的研究进行合作。 例如，制作具有隐藏阶段的新材料，改变光脉冲协议制作更持久的阶段，或者了解这种做法如何应用于纳米材料。 目前，两位研究者对他们的结果和未来这一重大突破可能引发的结果感到兴奋。

这是各科学家的梦想。 如果有机会和朋友一起创造想法，描绘那个想法的结果，把它变成实验室里的什么，我就会很满意。 我们'； 回到正确的未来轨道上，拉普说。

该研究得到了能源部基础能源科学办公室的de-sc0019126和de-fg02-07er46431以及瑞士国家科学基金奖学金p2elp2-172290的支持。 计算支持由能源部国家能源研究科学计算中心提供。

本文：《“通过光的力量揭示了“隐藏”的物质阶段”》