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近日，动漫疯 杨浩教授团队在金属超快动力学与电子–声子耦合（EPC）研究方面取得新进展。相关成果以《Symmetry Relation in Ultrafast Decay Processes of Single-Crystal Pt》为题，被国际期刊《Nano Letters》接收发表。吉彦达副教授为论文通讯作者，南航动漫疯 博士生张泓萌为第一作者。

该论文研究聚焦“单晶金属在不同晶向下的超快电子—声子耦合（EPC）是否具有可被对称性严格约束的方向选择性”这一关键问题。

在超快激光激发后，金属中高能电子与晶格声子之间的能量交换速率通常用“两温模型/三温模型”刻画，但传统研究多基于多晶薄膜，晶粒取向随机导致关键参数被“取向平均”，从而难以揭示材料内禀的晶向依赖行为。针对这一瓶颈，团队制备了高质量外延 AlN 缓冲层与单晶 Pt 外延薄膜体系，并在室温下开展飞秒瞬态反射（fs-TDR）实验，结合泵浦偏振旋转实现对不同面内晶向的高密度测绘。

实验结果显示：Pt 单晶薄膜的“快衰减”过程具有显著的面内方向差异——[011] 方向的特征弛豫时间为 τ₃ = 0.36 ± 0.02 ps，而 [112] 方向为 τ₃ = 0.43 ± 0.02 ps；同时，快过程的幅度与弛豫时间随泵浦偏振呈现清晰的六重对称特征。这表明：即便在传统上被视作“近自由电子体系”的重金属 Pt 中，电子—声子散射通道仍会受到晶体对称性与选择定则的强约束，进而导致可观的取向依赖超快动力学响应。

图一 超快载流子动力学mapping结果

为解释该现象，研究工作将实验观测与群论及费米黄金法则相结合，提出“对称性筛选的电子–声子散射通道”图像：线偏振泵浦在面内定义了特定方向，使瞬态电子–声子响应的有效对称性发生降低（从 mm2 到 m），从而导致不同高对称路径上可激活的散射通道数目与权重不同，最终表现为 Σ ⟨1-10⟩方向更强的有效耦合与更快弛豫、C ⟨11-2⟩方向通道更少与更慢弛豫。该结果强调：在金属超快动力学研究与建模中，晶体取向与对称性约束不可忽略，单晶体系为厘清取向特异的超快过程提供了更可解析的实验基础。

本研究的合作作者还包括西南交通大学、松山湖材料实验室与广西大学等单位研究人员。研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金以及相关重点实验室等项目支持。