2 月 18 日消息，據(jù)國外媒體報道，人們可以想象一下，窗戶可以很容易地變成一面鏡子，或者成為不依靠電子而是依靠光運行的超高速計算機(jī)，這些僅是光學(xué)工程中可能出現(xiàn)的潛在應(yīng)用，利用激光快速和暫時改變材料性質(zhì)的實踐操作。

▲ 一束強(qiáng)激光照亮低溫室中的的材料，該激光被用于改變材料的透明度。

近期在《自然》雜志發(fā)表的一項最新研究報告中，物理學(xué)家成功地使用激光顯著改變材料的特性，整個過程不產(chǎn)生任何多余的破壞性熱量。

在實驗中所需的激光較強(qiáng)，因此容易出現(xiàn)加熱和損壞材料的情況，一方面希望該材料接收強(qiáng)激光照射，另一方面不希望該材料吸收任何光。目前，研究小組找到了一個“最佳點”來解決這個難題，在這個“最佳點”上，激光的頻率進(jìn)行微調(diào)，從而顯著改變了材料性質(zhì)，而不會產(chǎn)生任何多余熱量。

同時，科學(xué)家表示，他們找到了一種理想的材料來演示該方法，這種材料是一種叫做三硫化錳的半導(dǎo)體材料，在較寬的紅外頻率范圍內(nèi)，三硫化錳能自然地吸收少量光。在這項最新實驗中，研究人員使用較強(qiáng)的紅外激光脈沖，每個脈沖持續(xù)大約 10-13 秒，能快速改變材料內(nèi)部電子能量。最終，這種材料從高度不透明狀態(tài)變成某種顏色的高度透明狀態(tài)。

研究人員強(qiáng)調(diào)，實驗證明該過程是可逆的，當(dāng)激光關(guān)閉時，材料會立即恢復(fù)至原始狀態(tài)，且完好無損。如果該材料吸收了激光并加熱，這種情況是不可能發(fā)生的，因為三硫化錳材料需要很長時間進(jìn)行散熱，實驗中使用的無熱操作被稱為“相干光學(xué)工程”。

該方法之所以有效，是因為光改變了半導(dǎo)體中電子能級（也叫做電子帶隙）之間的差異，而不是將電子踢到不同能級，這正是之前操作產(chǎn)生熱量的原因所在。這就像你擁有一艘船，然后一個大浪襲來，船劇烈地上下?lián)u晃，而沒有導(dǎo)致任何乘客摔倒，在實驗中，激光劇烈地震動材料的能級，這改變了材料的性質(zhì)，但電子屬性仍保持不變。

這些發(fā)現(xiàn)意味著其他研究人員現(xiàn)在有可能利用光來人工制造材料，例如：奇異的量子磁鐵，這些材料本來很難或者甚至不可能自然地制造出來。從原則上講，該方法可以改變材料的光學(xué)、磁性和許多其他性質(zhì)，這是研究材料科學(xué)家的另一種方式，可以僅使用一種材料，并最終賦予它廣泛的有用屬性，而不是制造新材料來實現(xiàn)不同性能。

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