8月21日消息，日本研究人员在金属有机框架（MOF）材料中捕获了一场超快的电子转变：在一个仅30飞秒（10^-15秒）的时间窗口内，先后观察到瞬态与随后出现的'隐匿态'。这项由Science Tokyo（东京科学大学）石川忠彦副教授领衔、联合东北大学与名古屋工业大学完成的研究发表于《物理_review letters》（Physical Review Letters）。

材料吸收光后可进入光致态，其性质与常规条件下的表现截然不同，这为超越加热冷却等传统手段调控材料行为提供了新方式。但光致态形成的第一步在飞秒量级展开，极难观测。团队采用时间分辨反射光谱技术，使用仅6飞秒的超短激光脉冲，测量MOF吸收激光脉冲后光反射特性的即时变化。结果显示，30飞秒内材料反射谱发生剧烈移动并出现新的光吸收带特征，表明光致隐匿态已经形成。

仅靠实验无法解释机理，团队结合理论计算重建了材料内部的演变序列：吸收光后，材料瞬间进入一个中间电子态——相邻位点间的电子键以更强的和更弱交替重复的模式排列，即'键序波态'（bond-order wave state）。这一状态转瞬即逝，随后材料内原子位置发生微小移动，结构变化最终催生出光致隐匿态。理论计算还表明新生态可能具有极性——正负电荷在材料中分布不均。

'通过揭示中间态，我们的方法可以帮助设计能用光高效调控的材料。'石川表示。若能可靠地创造和控制这类光致极性态，就可能通过光实现材料电子性质的操控，为高速电子学与光电器件的设计提供新策略。团队认为，同样的实验加理论方法可推广至其他材料体系，帮助科学家在设计'性质可被光精准调控'的材料上更进一步。 （来源：ScienceDaily）