量子材料的研究正在为突破性的发现铺平道路，并有望推动技术进步，从而重新定义采矿、能源、交通和医疗技术等行业的格局。

一种称为时间和角度分辨光电子能谱(TR-ARPES)的技术已经成为一种强大的工具，使研究人员能够通过光与物质的相互作用探索量子材料的平衡和动力学特性。

国家科学研究所( INRS) 的法比奥·博斯基尼 (Fabio Boschini) 教授、加拿大光源 (CLS) 的玛塔·佐诺 (Marta Zonno) 和不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 斯图尔特·布卢森量子物质研究所 (Steward Blusson Quantum Matter Institute) 的安德里亚·达马斯切利 (Andrea Damascelli) 的同事最近发表了一篇评论论文，发表在《现代物理学评论》上( QMI)，说明 TR-ARPES 在过去二十年中已迅速成熟为一项强大的技术。

“TR-ARPES 是一种有效的技术，不仅可用于基础研究，还可用于表征量子材料的非平衡特性以供未来应用，”能源材料电信研究所专门从事凝聚态超快光谱研究的 Boschini 教授说道。中心。

量子材料研究的革命性工具

这篇新论文全面回顾了 TR-ARPES 的研究及其在探索各种量子材料中的光诱导电子动力学和相变方面的不断发展的意义。

“科学界目前正在研究新的‘调谐旋钮’，以​​根据需要控制量子材料的电子、传输和磁性特性。其中一个‘调谐旋钮’是光与物质的相互作用，它有望提供对量子材料的精细控制。量子材料在超快时间尺度上的特性，”同时也是 QMI 附属研究员的 Boschini 教授说道。

“TR-ARPES 是实现此目的的理想技术，因为它可以直接洞察光激发如何随时间、能量和动量分辨率改变电子状态。”

Blusson QMI 科学总监 Andrea 补充道：“TR-ARPES 开创了量子材料研究的新时代，使我们能够‘敲击系统’并观察它如何响应，并推动材料脱离平衡以揭示其隐藏的特性。”达马斯切利。

合作是 TR ARPES 成功的核心

TR-ARPES 将凝聚态光谱 (ARPES) 与超快激光(光子学)相结合，汇集了两个领域的研究小组。该技术的成功很大程度上归功于开发能够产生具有精确特性的光的新型激光源的重大进步。

Boschini 正在与 INRS 教授、超快激光科学与技术专家 François Légaré 教授密切合作研究该课题。Boschini 和 Légaré 的团队共同在先进激光光源 (ALLS) 实验室建造并运营了最先进的 TR-ARPES 终端站，该终端站具有独特的强长波长激发功能。

“得益于加拿大创新基金会 (CFI)、魁北克政府 (MEIE) 和加拿大政府以及 LaserNetUS 的支持，以及最近的 CFI 重大科学倡议计划，我们现在处于有利地位，可以开设 TR -ALLS 的 ARPES 终端站面向国内和国际用户”，INRS Énergie Matériaux 电信研究中心主任兼 ALLS 科学负责人 Légaré 教授表示。

Boschini 教授表示，TR-ARPES 现在是一项成熟的技术，对物理和化学的各个分支都有已被证明的影响。他总结道：“进一步的实验和理论发展，与我们在 ALLS 所做的类似，表明更激动人心的时代就在前方。”

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