光诱导黑体行为材料的共性特征及其d轨道电子耦合机制研究

【字体: 时间:2025年09月08日 来源:Advanced Optical Materials 7.2

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  在强光照射下,部分白色材料可表现出类似传统黑体的宽频电磁波吸收特性(photoinduced blackbody)。研究人员通过光动力学分析发现,该现象需满足两个关键条件:白光发射能力和含d轨道电子阳离子。实验证实宽带光吸收在1 ms内发生,而白光发射在4 ms后出现并呈温度依赖性,揭示了光激发强迫振动态导致辐射跃迁突破选择定律的机制。这项研究为新型光功能材料设计提供了理论基础。

  

当材料遭遇高强度光照时,某些白色物体会突然"黑化"——展现出与传统黑体相似的宽频电磁波吸收特性,这种现象被命名为光诱导黑体(photoinduced blackbody)。但并非所有材料都能"变身",只有符合两大条件的特殊材料才能实现:首先需具备强光下的白光发射能力,其次必须含有携带d轨道电子的阳离子。

在高强度光场中,这些d轨道电子就像微观世界的"振动传导者",促使阳离子、阴离子和电子之间产生高频振动耦合。这种独特的相互作用使得材料能够突破传统选择定律(selection rules)的限制,实现全波段电磁波的吸收和辐射。光动力学分析显示,宽频光学吸收在1毫秒内迅速完成,而标志性的白光发射则在4毫秒后显现,并表现出温度依赖性的持续特征。

研究结果表明,光激发会迫使材料进入特殊的振动状态。有趣的是,辐射跃迁最初仅局限在激发波长附近,但很快就如同涟漪般扩散,最终实现全光谱覆盖。这一发现为理解光-物质相互作用提供了新视角,也为开发新型光响应材料指明了方向。

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