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利用光在量子材料中产生瞬态相，正迅速成为一种新的方法来设计量子材料的新特性，例如超导性或纳米拓扑缺陷的产生。然而，可视化固体中新阶段的生长并不容易，部分原因是该过程涉及广泛的空间和时间尺度。
尽管在过去的二十年中，科学家们通过引用纳米尺度动力学解释了光诱导相变，但真实的空间图像尚未产生，因此，没有人见过它们。
在发表在《自然物理学》上的这项新研究中，ICFO研究员艾伦·S·约翰逊（Allan S.Johnson）和丹尼尔·佩雷斯·萨利纳斯（Daniel Pérez Salinas）在前ICFO教授西蒙·沃尔（Simon Wall）的带领下，与奥胡斯大学（Aarhus University）、索冈大学（Sogang University）、范德比尔特大学（Vanderbilt University）、马克斯·玻恩研究所（Max Born Institute）、钻石光源、ALBA同步加速器、乌得勒支大学（Utrecht University）和，已经开创了一种新的成像方法，该方法允许以高空间和时间分辨率捕获氧化钒（VO2）中的光诱导相变。
研究人员实施的新技术基于自由电子激光器的相干X射线高光谱成像，这使得他们能够在纳米尺度上可视化并更好地理解这种非常著名的量子材料中的绝缘体到金属相变。
晶体VO2已被广泛用于研究光致相变。它是第一种通过时间分辨X射线衍射追踪其固体-固体转变的材料，并首次使用超快X射线吸收技术研究了其电子性质。在室温下，VO2处于绝缘相。然而，如果光照射到材料上，则有可能破坏钒离子对的二聚体，并驱动从绝缘相到金属相的转变。
瞬态相的纳米尺度X射线光谱在纳米尺度上VO2的光诱导相变的超快视频，其中当强激光脉冲在t=0激发时，几百纳米大小的绝缘畴被转换为金属相。资料来源：ICFO/艾伦·约翰逊
在他们的实验中，该研究的作者用金掩模制备了VO2的薄样品，以确定视野。然后，样品被带到浦项加速器实验室的X射线自由电子激光设施，在那里，光学激光脉冲引发了瞬态，然后被超快X射线激光脉冲探测。
相机捕捉到散射的X射线，并使用两种不同的方法将相干散射图案转换成图像：傅里叶变换全息（FTH）和相干衍射成像（CDI）。在一系列时间延迟和X射线波长下拍摄图像，以150飞秒的时间分辨率和50纳米的空间分辨率，以及完整的高光谱信息，制作出一部电影。
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