近年來,在理論和實驗方面,金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變（MIT）都是國內(nèi)外凝聚態(tài)物理研究的熱點課題之一,從摻雜半導(dǎo)體到超冷原子,再到強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系,然而,其相關(guān)物理機(jī)制至今依然存有很大爭議。隨著超短脈沖激光技術(shù)和非平衡態(tài)準(zhǔn)粒子動力學(xué)理論的迅速發(fā)展,超快時間分辨光譜技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用到凝聚態(tài)物理的各個研究領(lǐng)域,如金屬和半導(dǎo)體（過渡金屬二硫化物）等傳統(tǒng)物理體系以及鐵基高溫超導(dǎo)體,Mott-Hubbard絕緣體和過渡金屬氧化物（銅氧化物高溫超導(dǎo)體和錳氧化物龐磁電阻材料）等強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系。目前,超短激光脈寬已經(jīng)可達(dá)幾到幾百個飛秒甚至阿秒量級,快于電子、晶格振動（聲子）和磁激發(fā)等自由度之間相互作用的特征時間,可在亞皮秒時間尺度上激發(fā)產(chǎn)生非平衡態(tài)并實時監(jiān)測準(zhǔn)粒子（分為單粒子激發(fā)和集體模激發(fā)）的超快動力學(xué)過程,為利用超短激光脈沖誘導(dǎo)和操控新的非平衡態(tài)打下了良好基礎(chǔ)。本文在自行搭建的超快時間分辨反射率裝置的基礎(chǔ)上,對半導(dǎo)體GaAs和鈦氧化物Ti407中的光致金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變等超快動力學(xué)過程進(jìn)行了相關(guān)研究。具體工作內(nèi)容如下:1.研制了超快時間分辨反射率裝置,并利用自相關(guān)二次諧波產(chǎn)生法對其時間分辨能力進(jìn)行了測定,為光... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

激光強(qiáng)度的發(fā)展歷程

北京工業(yè)大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位論文于系統(tǒng)內(nèi)部各自由度之間相互作用的特征時間，從而使得物質(zhì)處于準(zhǔn)平衡態(tài)，此時電荷、軌道、晶格和自旋等各個自由度之間的相互作用在頻域上互相糾纏在一起，利用傳統(tǒng)的實驗手段是很難進(jìn)行單獨研究的。大量實驗事實表明，超短激光脈沖可以有效的操控物質(zhì)的磁性或鐵電性質(zhì)、誘導(dǎo)相變和高溫超導(dǎo)性[67–73]以及觸發(fā)一些新的演生現(xiàn)象[73–75]，因此，利用飛秒強(qiáng)激光脈沖激發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生超快非平衡態(tài)，由于各自由度之間的相互作用具有不同的特征時間，此時可以利用時間分辨光譜在時域上對各自由度分別進(jìn)行研究。

. Ippen等人[100]采用腔外光柵對脈沖進(jìn)行壓縮，在染料激光器上率先獲得了飛秒fs，10 15s）量級的激光脈沖輸出，這一突破性進(jìn)展標(biāo)志著光與物質(zhì)相互作用正式入了飛秒時域的超快時代。接著，碰撞脈沖鎖模技術(shù)誕生，R. L. Fork等人[101]于81 年首次獲得了脈寬小于 100 fs 的激光脈沖，并于 1987 年利用外部脈沖壓縮技術(shù)得了 6 fs 的激光輸出[102]，直到鈦寶石激光器（鈦寶石Ti:sapphire晶體是一種性能良的寬帶可調(diào)諧固體激光晶體，是迄今為止最為理想、應(yīng)用最為廣泛的飛秒激光增介質(zhì)）的問世為止，這一記錄保持了十年之久。1999 年，D. H. Sutter 等人在鈦寶激光器中實現(xiàn)了兩個光周期的脈沖輸出（平均功率達(dá)100 mW）[103]，再結(jié)合外部壓技術(shù)可使其脈寬達(dá)到 3.8 fs[104, 105]，目前激光脈沖寬度最短已可達(dá)阿秒（as，10 18量級[106]。這些超短激光脈沖是目前最短的時間探針，被廣泛應(yīng)用于超快時間分辨譜技術(shù)中，從而可以對物理學(xué)、化學(xué)以及生物學(xué)中的一些超快過程進(jìn)行時間分辨究。從技術(shù)層面上講，超短脈沖強(qiáng)激光發(fā)展至今可歸結(jié)為三個重要階段，如圖1.1示，即調(diào)Q 技術(shù)[107]階段、鎖模技術(shù)[108]階段和啁啾脈沖放大技術(shù)[109]（CPA，Gourou 和 D. Strickland 師徒二人因該技術(shù)的研發(fā)而獲得 2018 年諾貝爾物理學(xué)獎）階

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Time-resolved spectroscopy for 5s’4D7/2 state transitions undergoing electron–ion recombination in femtosecond laser-produced copper plasma[J]. 宋海英,李輝,張艷杰,谷鵬,劉海云,李維,劉勛,劉世炳.  Chinese Physics B. 2017(12)



本文編號：2978698