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World File Search System原子能级
激光、激光光谱和光化学
激光这个词是受激辐射光放大的缩写。激光用于各种设备和应用，例如超市扫描仪、光盘存储驱动器、光盘播放器、眼科和血管成形术以及军事瞄准。激光还彻底改变了物理化学研究。它们对光谱学和光引发反应或光化学领域的影响是巨大的。利用激光，化学家可以以高光谱或时间分辨率测量分子的光谱和光化学动力学。此外，这些技术非常灵敏，可以研究单个分子。今天的每一位化学家都应该知道激光的工作原理，并了解它们产生的光的独特性质。要了解激光的工作原理，我们首先必须了解电子激发原子或分子衰变回到基态的各种途径。激光的产生取决于这些激发原子或分子衰变回到基态的速率。因此，我们将讨论爱因斯坦开发的速率方程模型，该模型描述了原子能级之间的光谱跃迁动力学。我们将看到，在考虑制造激光器之前，我们必须了解两个以上原子能级之间的跃迁。然后，我们将讨论激光器设计的一般原理，并描述研究化学实验室中使用的一些激光器。特别是，我们将通过详细检查氦氖激光器来说明激光器的工作原理。以氯化碘 ICl(g) 的激光光谱为例，我们将看到激光器可以解析使用传统灯式光谱仪无法观察到的光谱特征。然后，我们将研究光化学反应，即 ICN(g) 的光诱导解离或光解离。我们将了解到，可以使用输出飞秒（1 o-ts s）光脉冲的激光器测量 I-CN 键在吸收到解离电子态后断裂所需的时间。 5 91
同位素浓缩
基于激光的选择性多步光电离以及随后收集所需同位素是一种非常有利可图的分离技术，特别是对于医用同位素而言，其典型产品需求量在几毫克到一克的范围内。为了获得高纯度的产品，具有窄线宽（最好是 SLM）的可调激光器必不可少，特别是在同位素系统表现出重叠光谱的情况下。此外，可调 SLM 激光器非常适合用于此类同位素的选择性研究以及选择性光电离方案中涉及的原子能级和跃迁的精确光谱表征。然而，适用于高分辨率光谱的市售 SLM 可调激光器过于昂贵。此外，广泛用于这些应用的传统窄带液体染料激光器受到其波长可调性的限制。对于给定染料，这些染料激光器的调谐范围通常为 25-30nm，因此需要多种染料来覆盖可见光区域的宽光谱范围，这很麻烦且耗时。例如，使用
从还原论角度洞察材料科学
1 北京国家电子显微镜中心和先进材料实验室，清华大学材料科学与工程学院，北京 100084，中国 *通信地址：lingu@mail.tsinghua.edu.cn 收稿日期：2023 年 5 月 22 日；接受日期：2023 年 6 月 4 日；在线发表日期：2023 年 6 月 13 日；https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2023.100009 © 2023 作者。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。引用：Gao A. 和 Gu L. (2023)。从还原论的角度洞察材料科学。创新材料 1(1), 100009。材料结构与功能之间错综复杂的关系是长期以来研究的重大挑战。材料科学的还原论方法需要全面的理解，从原子能级的精确解到特定边界条件下相能带的基本原理，再到可以用统计方法理解的材料宏观特性。本研究系统地将宏观材料分解为其组成部分：相、晶胞、原子和电子，从而从基本粒子的角度深入研究材料特性。我们主要关注的是互易空间中的能带结构（电子）和色散关系（声子），以及实空间中四个基本自由度（晶格、电荷、轨道、自旋）的分布。我们以锂离子电池系统为例，说明还原论如何丰富我们对所起作用材料的理解。本文最后采用还原论方法对材料科学未来的潜在发展轨迹和根本挑战进行了前瞻性的思考。