光场诱导超快分子动力学:从“光子化学”到“光化学”
发布日期:2023-06-30   作者:秦梦瑶   浏览次数:42

近年来兴起的Photochemistry”和“Optochemistry都是围绕光和物质之间的相互作用开展研究,但涉及的相互作用机制和所诱发的物理化学过程有所不同。 “Photochemistry”(以下称为“光子化学”)中,主要是利用光的量子特性,即光子能量被逐个吸收,进而激发分子内的电子到能量更高的激发态。“Optochemistry”(以下称为“光化学”)中,则充分利用激光量子和波的特性,在亚周期时间尺度调控化学反应过程。随着超快激光技术的蓬勃发展,分子动力学的精密操纵已进入新的时代。飞秒激光在10-15秒的极短时间内释放光场能量,其脉冲峰值处施加在原子核外电子上的电场作用力与分子内电子感受到的库伦束缚力相当。因此,通过精确控制飞秒激光脉冲的光场波形,人们能够以极高的精度控制分子中电子和原子核的运动,从而实现电子和原子核动力学的可视化和精确操控。光化学这一新研究领域得益于超快激光技术的飞速发展,基于光场时频域精密控制,为化学反应的研究开辟了崭新的道路。

吴健教授研究团队在本文概览了近年来发展的超短激光脉冲波形控制技术,深入讨论了孤立分子、团簇和纳米体系中分子超快动力学过程的光场调控机制,并揭示了普通情况下不容易实现的丰富动态过程。些都是构成光-物质相互作用的最基本部分相关的研究和应用正在走向广阔的未来。该邀请综述发表在J. Phys. Chem. Lett. 13, 5881 (2022)


超快激光与分子相互作用动力学过程示意图