效率提升：雙光脈沖最大限度地減少相變能量

研究人員解釋了一種違反直覺的現(xiàn)象背后的機(jī)制：如果相變是由兩個光脈沖而不是一個光脈沖引發(fā)的，則使相變有效需要更少的能量。完成相變所需的能量減少了 6%，并且可以進(jìn)一步優(yōu)化。這些結(jié)果有可能轉(zhuǎn)移到其他材料上，為精確材料控制和技術(shù)創(chuàng)新提供新途徑。

相變會物理地改變物質(zhì)并均勻地改變它們的性質(zhì)。一個典型的例子是沸水，它將液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，?dǎo)致體積突然變化。還有其他與技術(shù)高度相關(guān)的相變，例如光盤或藍(lán)光光盤中的數(shù)據(jù)存儲。

在光學(xué)數(shù)據(jù)存儲過程中，激光脈沖改變表面材料的結(jié)構(gòu)相。光盤中的記錄標(biāo)記是通過首先用激光熔化材料，然后將熔化的材料快速冷卻到其結(jié)晶溫度以下來創(chuàng)建的;該過程改變了熔融區(qū)域的反射率。這稱為相變記錄。

近年來，自從人們意識到光可以相干地驅(qū)動相變以來，使用多個激光脈沖來控制相變的想法就引起了人們的關(guān)注。相干相變很有趣，因?yàn)樗鼈兛梢栽趦蓚€相之間平滑地改變材料。

然而，相干控制需要兩相晶體結(jié)構(gòu)之間的平滑連接，并且排除了許多技術(shù)相關(guān)的轉(zhuǎn)變，例如用于數(shù)據(jù)存儲的硫族化物玻璃中的晶體到非晶態(tài)的轉(zhuǎn)變。

由 Allan Johnson 博士 (IMDEA Nanociencia) 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組展示了另一種非連貫的材料控制途徑，可提高參考材料氧化釩 (VO2) 相變的能量效率。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)由兩個脈沖而不是單個脈沖觸發(fā)時，金屬相和絕緣相之間的相變需要更少的能量

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