杭高院研究生的最新成果登上Nature子刊，为新型物理化学等前沿探索开路

通讯员： 王嘉彬 薛雅文

近日，国科大杭州高等研究院（以下简称：杭高院）一项科研发表在Nature Communications，并被遴选为“亮点论文”（Editors’ Highlights），更令人兴奋的是，研究论文的第一作者仅是一名在读研究生。

发表在Nature子刊的研究成果

“这项研究提出了一种极化子形成过程诱导太赫兹（THz）辐射的理论模型，基于这个理论模型，用太赫兹发射光谱和A位阳离子掺杂的创新方法成功实现了对α-FAPbI3钙钛矿薄膜中的极化子产生过程的直接观测和调控。”这位研究生——来自杭高院物光学院岳星宇介绍着他和团队的这项研究成果。

根据岳星宇介绍，这次研究的创新可以归为三点：一是创新性的使用THz发射光谱对光电材料的载流子动力学行为进行了研究，并提出了极化子形成过程诱导THz辐射的理论模型；二是对α-FAPbI3钙钛矿薄膜中极化子模式进行了分辨；三是对A位阳离子进行组分替换的方法调控了极化子耦合强度。

通俗来讲，极化子是一种准粒子，就像是给电子（空穴）穿了一层防弹衣，通过介电屏蔽的方式避免电子（空穴）受到缺陷和杂志的散射和俘获。这项研究提出了极化子形成（穿防弹衣的）过程中会伴随对应耦合声子频率的电磁辐射，进一步对α-FAPbI3中的THz辐射机制进行了分析，通过THz辐射的创新性方法对极化子的形成过程进行了实时观测，THz频谱清楚的显示了两种不同的极化子模式，并在此基础上采用A位阳离子进行组分替换的方法调控了极化子耦合强度。此项成果为时间分辨太赫兹吸收光谱、时间分辨太赫兹发射光谱技术在新型物理、化学、材料科学的前沿机理探索开辟了重要的新途径。

突破来自稳步基础积累

寻找快速成长背后的成功密码，岳星宇说，其实他初到杭高院时，对未来的研究目标和科研道路曾一度非常迷茫。导师杜鹃教授耐心地给他讲解了实验室的各个研究方向后，迷茫中的他开始摸索。

那段时间，他印象最深的就是在杭高院进行集中课程学习的那段时间，通过大量阅读文献，学习基础课程，在这段时期他打下了牢固的基础理论知识。“杜鹃老师和张泽宇老师严谨的科学态度和精益求精的探索精神深深地影响了我，为我的基础理论知识和实验技能打下了良好的基础”，岳星宇说。

积少成多、拨云见日，渐渐地进入科研正轨后，岳星宇对光电材料中载流子动力学领域产生了浓厚兴趣。经历长时间的学习、研究与老师的启发性引导后，岳星宇和团队创新性地提出了采用光生瞬态电流辐射电磁波的方法来研究光电材料中载流子的行为。

“最初选题是在杜鹃教授和张泽宇副研究员的指导下进行的，基于团队以往在时间分辨THz光谱的研究上，我开始思考：THz共振吸收既然可以被用来研究光电材料中的载流子动力学，那么光生瞬态电流诱导的THz辐射也可以更本征的反映载流子的动力学行为。”于是，岳星宇和团队决定采用THz发射的方法对α-FAPbI3钙钛矿薄膜极化子动力学进行研究。“科研过程注定要历经长期的工作与坚持”，岳星宇说这是他此刻最大的感受。

导师托举 团队协作 合力前行

创新性成果的背后并非一日之功，也非一人能及。岳星宇对导师的指导、团队的合力协作充满感激，“这项工作是建立在我们团队以往工作的基础上进行的。在此之前我们搭建了时域分辨THz光谱、光泵浦THz探测光谱、THz发射光谱等实验光路，前期的工作提供了最主要的探测手段”。在科研工作中，岳星宇深受导师的影响，“杜老师和张老师对待科学问题十分严谨，具有敏感的物理直觉。在科学研究中，两位老师从我选择大的研究方向、研究课题、实验操作到论文撰写，都以严格的态度对我进行了指导和训练，让我受益良多。在日常的生活工作中，两位老师是非常的平易近人，对我照顾有加。”

作为杭高院第一届学生，岳星宇对于即将进入科研道路的新生们分享了科研学习的感悟：“雨之大，不润无根之草，虽然科学研究会花费我们大量的时间和精力，但成果总是留给努力而又有准备的人。”