Nature：將熱損傷降到最低，激光改造材料的新工藝！

　　加州理工學院物理學教授謝漢強（David Hsieh）團隊在《自然》雜志發表了一項新研究，介紹如何在不產生多余的破壞性熱量的前提下，使用激光快速改變材料特性。

　　光學工程指利用激光快速和暫時地改變材料特性，例如將窗玻璃變成鏡子，或靠光而非電子運行的超高速計算機。光學工程要克服的難題是激光會在材料中產生過多熱量。改變材料特性所需的激光是非常強大的，很難不加熱和損壞材料。研究團隊的目標是讓材料受到非常強烈的激光照射，且盡量不吸收光。研究團隊精確調整激光的頻率，使其明顯改變材料的特性，卻不會帶來不必要的熱量。他們找到一種理想的半導體材料：錳磷三硫化物，在大量紅外頻率內只吸收少量光。使用強烈的紅外激光脈沖，每個脈沖持續約10-13秒，以迅速改變材料內部電子的能量。在某些顏色的光照射下，錳磷三硫化物從不透明的狀態轉變為高度透明的狀態，且材料性質改變的過程是可逆的，當激光關閉時，該材料立即回到其初始狀態。新工藝中使用的無熱操作被稱為“相干光學工程”。該方法之所以有效，是因為光改變了半導體中電子的能級差異（稱為帶隙band gap）。