德国的一个研究小组开发了一种用来描述光激发薄片的结构动力学特性的分析性模型，并用超快X射线衍射验证了该模型的可行性。该项对薄片的最新综合研究让人们更清楚地理解了一系列材料的物理和化学特性。这一成果发表在近日出版的《结构动力学》期刊上。

晶格动力学描述的是晶体结构中原子的运动情况，它能够影响材料的物理和化学特性。这种现象可以直接通过超快X射线衍射进行研究，即飞秒量级的X光脉冲通过与材料结构中的电子能级相互作用可以“拍摄”下晶体中原子的分布位置。

德国科学家的新研究建立了能够用来解读这些数据的模型。为了研究这一常见现象，研究者们先用近红外飞秒激光脉冲激发样品薄片，该薄片是在透明的SrTiO3基底上镀上金属性SrRuO3而制成，之后再用波长短强度更大的X射线脉冲探测样品的原子结构。通过比较在不同样品厚度和受激条件下的具有时间分辨率的衍射图，科学家们发现系统的晶格动力学只取决于四个参数：薄片的厚度、纵向声波的速度、标度因子以及形状因子。

“晶格动力态参与在几乎任何一次超快激光激发薄片样品的实验中，它们的时间尺度主要是由薄片厚度和纵向声波的速度决定的。”波茨坦大学研究者Daniel Schick说。他们把这些影响因子囊括在一个分析模型当中，该模型就可以解释在不同薄片中所观测到的不同X射线衍射情况。