Exploring x-ray irradiation conditions for triggering ultrafast diamond graphitization
本研究通过Monte Carlo模拟发现，硬X射线触发金刚石石墨化受光电子弹道逃逸影响，光电子射程与束斑尺寸的比例是关键参数，提前开展模拟可预测理想实验条件。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Resistance of refractory high-entropy alloys to ultrafast laser irradiation
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Institute of Plasma Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院等离子体物理研究所）
研究通过建模揭示了难熔高熵合金在超快激光辐照下的抗性机制，发现其电子热容和耦合参数在高温下表现优异，且在高沉积剂量下未出现非热熔化，表明重元素高熵合金具有更强的辐射抗性。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Damage mechanisms in polyalkenes irradiated with ultra-short XUV/x-ray laser pulses
本文针对聚烯烃对高强度超快XUV/X射线辐照的微观响应未知问题，通过XTANT-3工具包模拟损伤动力学及阈值，发现非热效应是主机制，三种聚烯烃的损伤阈值均接近0.05 eV/原子。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond laser induced structural dynamics and melting of Cu (111) single crystal. An ultrafast time-resolved x-ray diffraction study
利用飞秒、8.04 KeV的X射线脉冲，研究了400 nm、100 fs激光脉冲辐照下云母衬底上150 nm Cu（111）单晶的晶格动力学。对于低于损伤和熔化阈值的泵浦能量密度，我们观察到由于形成爆炸力而导致的晶格收缩，以及周期为~69 ps的相干声学声子。在较大的泵浦能量密度下，通过监测探测fs X射线摇摆曲线的强度演化，实时测量了固液相变、退火和再结晶，并与理论模拟结果一致。实验数据表明，熔化过程是一个纯粹的热相变。这项研究提供了，在实时，一个超快的时间分辨的详细描述发生的重要过程，作为一个结果，飞秒光脉冲与Cu（111）晶体表面相互作用。
2016-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Probing the pathway of an ultrafast structural phase transition to illuminate the transition mechanism in Cu2S
从相变的二级序参量中分离出一级序参量对于解释强关联系统和量子材料的相变机制是至关重要的。在这里，我们提出了一个研究的结构相变途径在超离子Cu 2S纳米晶体，表现出有趣的性能。利用超快电子衍射技术敏感的动量-空间和时域，我们区分在这个系统中的晶体对称性破缺和晶格膨胀的动力学。我们能够沿着过渡路径跟踪瞬态，从而观察初级和次级序参量的动态。基于这些观察，我们认为，结构相变的机制是由电子-声子耦合。这种机制的理解，从以前的结果，重点是完全动态观察的晶格膨胀。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Transient Ferromagnetism in Ultrafast Phase Transitions in Perovskites under XUV Irradiation: A Comparative Study of SrTiO3 and KTaO3
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学核科学与物理工程学院）；Institute of Plasma Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院等离子体物理研究所）
本研究用XTANT3多尺度代码对比STO与KTO在XUV辐照下的超快相变，发现STO因Ti 3d轨道会产生瞬态铁磁性，KTO因Ta 5d轨道保持顺磁性，还明确了极性势阱加深的应变放大效应，为钙钛矿光电器件的超快光学调控提供依据。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Hot-electron mediated ion diffusion in proton-irradiated magnesium oxide
本文提出第一性原理框架研究质子辐照氧化镁，发现热电子介导的离子扩散机制，并揭示其依赖于入射离子速度，为实验观测非平衡电子-离子动力学提供理论预测。
2018-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of ultrafast X-ray induced magnetization dynamics in magnetic multilayer systems
在这项工作中，我们最近开发的模拟工具，使纳米级的描述电子过程中的X射线照射的铁磁材料的建模结果报告。利用这一工具，我们研究了Co/Pt多层膜系统在M边超快极紫外脉冲（光子能量$\sim$ 60 eV）辐照下的响应。它以前在费米自由电子激光设施，使用磁小角X射线散射技术进行了实验研究。我们的模拟表明，从钴的磁散射信号减少飞秒时间尺度上由于电子的激发，弛豫和运输过程中的钴和铂层，以下的趋势在实验数据中观察到的。电子过程的主导作用的X射线引起的退磁在制度下的结构损伤阈值的确认是一个步骤，定量控制和操纵的X射线引起的磁过程的飞秒时间尺度。
2022-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Fabrication of Hierarchical Sapphire Nanostructures using Ultrafast Laser Induced Morphology Change
本研究利用超快激光诱导形貌变化结合选择性湿法刻蚀，成功制备了分级蓝宝石纳米结构，该结构具有优异的疏水性和高宽带漫透射率，可应用于光学漫射器等领域。
2024-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Optically-induced magnetization switching in NiCo2O4 thin films using ultrafast lasers
本文利用MOKE显微镜观察了具有垂直磁各向异性的NCO外延薄膜在无外加磁场下的激光诱导磁化反转，发现在380 K及以上可实现累积全光反转，为超快无磁场磁化存储提供新途径。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-time observation of frustrated ultrafast recovery from ionisation in nanostructured SiO2 using laser driven accelerators
本研究利用瞬态光吸收和激光驱动加速器，实时观测了纳米结构SiO2在电离辐射后的自由电子寿命变化，发现声子辅助恢复过程受阻导致能量密度延长，为理解复杂系统微观与宏观现象的联系提供了新途径。
2024-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ultrafast X-ray interaction with photovoltaic materials: Thermal and nonthermal responses
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Higher Institute of Technologies and Applied Sciences, University of Havana（哈瓦那大学高等技术与应用科学学院）；Institute of Plasma Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院等离子体物理研究所）
本研究采用XTANT-3模型探究CdTe、PbS、ITO三种光伏材料的超快X射线辐照响应，揭示其热/非热熔化、带隙演化等规律，为飞秒激光精准带隙工程提供支撑。
2025-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhanced heat transfer with core-shell metal dielectric nanoparticles
从辐照的金属纳米颗粒的热传递是相关的广泛的应用，从水脱盐到光声。这种过程的功效依赖于这些纳米颗粒吸收脉冲照明光并将能量快速转移到环境中的能力。在这里，我们表明，与具有相同大小的均匀金纳米粒子相比，金-二氧化硅核-壳纳米粒子能够更快地将热量传递到液态水。我们得出这一结论，考虑分析和数值计算。金属电子与石英声子之间的直接界面耦合是强化传热的关键因素。我们讨论了如何获得快速加热的水在附近的颗粒，并表明，最佳条件涉及纳米粒子与薄二氧化硅壳照射超快激光脉冲。我们的研究结果应作为指导的核壳纳米粒子的热等离子体激元应用的优化。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of Inter-Pulse Delay and Geometric Constraints on Damage and Optical Characteristics in thin Metal Targets Irradiated by Double Ultrashort Laser Pulses
Institute of Electronic Structure and Laser (IESL), Foundation for Research and Technology (FORTH)（电子结构与激光研究所，研究与技术基金会）
本文研究双超短激光脉冲对薄金属靶损伤和光学特性的影响，通过理论分析探讨脉冲间隔和几何约束对激光诱导损伤阈值的影响，为激光微加工和纳米制造提供理论基础。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Carrier Trapping by Oxygen Impurities in Molybdenum Diselenide
理解缺陷对载流子动力学的影响对于过渡金属双硫族化合物的基础物理和潜在应用都是至关重要的。本文用超快泵浦探测光谱研究了氧杂质俘获光激发载流子的现象。氧杂质有意地在剥离的多层MoSe 2中用Ar+等离子体照射和空气暴露产生。等离子体处理后，瞬态吸收信号先增大后减小，这是缺陷捕获载流子的特征。氧缺陷密度越大，俘获效应越显著。从瞬态吸收信号估计的陷阱缺陷密度，其增加的趋势在较长的照射样品同意从X射线光电子能谱学的结果。密度泛函理论的第一性原理计算表明，占据Mo空位的氧原子产生了带隙中的缺陷态，这是载流子俘获的原因.我们的研究结果揭示了氧缺陷作为过渡金属二硫属化物中载流子捕获剂的重要作用，并促进了相关材料和器件应用中的缺陷工程。
2017-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic processes occurring during ultrafast demagnetization of cobalt triggered by X-ray photons tuned to Co L$_3$ resonance
超短激光脉冲激发的磁化动力学已经引起了人们的极大关注，特别是VIS/NIR脉冲激发的动力学。直到最近，人们才在固体材料中观察到由自由电子激光（FELs）产生的强X射线脉冲引起的强磁响应。触发X射线诱导退磁的确切机制尚未完全了解。它们是正在进行的实验和理论研究的主题。在这里，我们提出了一个理论分析的电子过程中发生的退磁钴多层膜系统的X射线脉冲调谐到L $_3$ -吸收边的钴。我们发现，类似的情况下，X射线感生退磁在M-边缘的Co，电子过程中发挥主导作用的退磁，直到脉冲注量不超过结构损伤阈值。电子过程的影响可以合理地解释现有的实验数据，而不需要引入受激弹性前向散射的机制。
2023-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Ultrafast Optical Probing of Laser Processing
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)（联邦材料研究与测试研究所）
本研究通过超快光学探测技术，深入分析激光加工过程中的多种物理现象，揭示其动态特性及应用前景。
2025-12-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Interplay of non-local transport and local scattering during electron thermalization and spatial equilibration in laser-excited metals
RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道应用技术大学）
通过玻尔兹曼输运方程的能量空间重构，研究了非局域输运与局域散射在激光激发金属电子热化和空间平衡中的相互作用，发现输运加速表面表观热化但延迟整体平衡，且主导过程随位置和能量窗口变化。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Single femtosecond laser pulse interaction with mica
与金属和半导体相比，超快、飞秒激光脉冲与电介质材料的相互作用表明，对于激光材料改性，例如激光烧蚀，电介质材料具有显著更高的激光通量阈值要求。玻璃的实例是晶体材料，例如石英和蓝宝石，以及非晶玻璃。已经发现，在具有可忽略的线性吸收的波长处的飞秒激光脉冲与电介质之间的相互作用很弱，因此通常使用多脉冲照射以观察显著且可量化的效果。在这项研究中，电介质是晶体，层状，天然矿物白云母，云母与分子式KAl_2（Si_3 Al）O_10（OH）_2。白云母，新的分裂，被用于广泛的技术和科学应用，包括作为绝缘材料的电子产品和作为一个超平和超净基板。发现单一的、~800 nm波长、~6微米光斑尺寸、~150 fs激光脉冲导致激光修改拓扑结构的系统范围，作为单一激光脉冲的能量密度的函数，包括材料的块体去除。飞秒激光脉冲/材料的相互作用是大于预期的标准电介质在给定的能量密度。光学表面轮廓和FESEM被用来表征拓扑结构。对比这两种技术的结果支持使用光学表面轮廓来表征材料改性，尽管与FESEM相比，其在横向分辨率上存在局限性。层间矿水含量的天然白云母提出的主要原因，云母行为不同的标准电介质时，用一个单一的800 nm飞秒激光脉冲照射。
2019-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
