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物理系张亮亮研究员课题组在国际光学顶级期刊发表学术成果
2020-09-21

来源:物理系  供稿:纪安春  值班编辑:陈雨桐  责任编辑:陈雨桐  点击次数:  字号:【  

  日前,国际光学顶级期刊《光:科学与应用》(Light: Science & Applications)发表了以物理系张亮亮研究员为通讯作者的学术论文《太赫兹波共振激发液态水氢键超快动力学的研究》(Ultrafast hydrogen bond dynamics of liquid water revealed by terahertz-induced transient birefringence),报道了张亮亮研究员课题组与合作者在太赫兹波探测液态水中氢键运动研究方面取得的重要成果。

  该工作在实验上使用时间分辨的太赫兹克尔效应(TKE)技术选择性的共振激发液态介质中一种或几种分子运动模式,实现了对低频分子间自由度的直接访问以及高精度的实时观察,从而更准确地了解液态水中氢键约束下的分子运动。进一步利用一种与介电敏感性相关的氢键谐振子模型,对实验中亚皮秒尺度下观察到的氢键行为进行描述,再结合相对微弱的水分子集体重定向和超快的电子过程,从理论上建立了宏观各向异性表现与相关分子间运动的联系,并成功地复现了测量的TKE信号。该工作中展现的亚皮秒尺度的时间分辨率,对于观察和理解液态水中分子间运动模式的瞬态演化过程具有重要意义,也为进一步探究试剂与溶剂水分子的复杂相互作用打下基础。

  此项研究受到了北京市杰出青年科学基金、国家自然科学基金和北京市成像技术高精尖创新中心的支持。该工作与北京理工大学赵跃进教授课题组合作完成,赵跃进教授为共同通讯作者,博士生赵航和谭永为共同第一作者,共同作者包括物理系张存林教授、美国罗切斯特大学张希成教授、中国科学院深圳先进技术研究院张锐博士等。

  近年来,依托于太赫兹光电子学教育部重点实验室和北京市成像技术高精尖创新中心,物理系张亮亮研究员及其团队在液体太赫兹辐射源、空气等离子体产生太赫兹波、太赫兹克尔效应等方面取得了高水平的系列研究成果,在《光:科学与应用》(Light: Science & Applications)、《物理评论快报》(Physical Review Letters)、《物理评论应用》 (Physical Review Applied)、《ACS应用材料和界面》(ACS Applied Materials & Interfaces)等高影响力国际期刊发表多篇学术论文,受到了国内外同行广泛关注。张亮亮研究员2018年获得首批北京市杰出青年科学基金资助。

  论文链接:http://www.nature.com/articles/s41377-020-00370-z

   

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