将相干光局域化为单晶材料中的光子

材料对光的吸收是光学和凝聚态物理中最基本的过程之一。本研究探讨了激光是以电磁波形式还是局域化光子能量形式被晶体材料吸收的问题。研究团队使用频率足以克服带隙但脉冲能量不足以克服潜热的激光脉冲激发二氧化钒的一级相变。根据麦克斯韦方程组和布洛赫理论,由于材料中没有任何区域具备足够能量,相变不应发生。然而,通过超快电子衍射观测,研究人员在短时间内发现了具有纳米尺度相变区域的晶体无序几何结构,其数量与吸收激光波中的光子数大致吻合。两项光学实验证实了这一现象,单光子吸收的模拟结果再现了所有测量数据。尽管激光和布洛赫电子都是扩展的量子客体,但单个光子的能量会局域在纳米尺度内,这使得局部区域能产生远高于平均值的能量效应。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-03 16:10

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