在 ultrafast 能量沉积下磷灰石的选择性非热熔融

磷灰石是暗云母族中一种复杂的镁化矿物，化学式为KMg$_3$(AlSi$_3$O$_{10}$)(OH)$_2$。其对电子系统 ultrafast 激励的响应被用于混合模型进行研究，该模型结合了紧束缚分子动力学、输运蒙特卡罗和玻尔兹曼方程。仿真预测，在沉积剂量约为0.17 eV/原子（电子温度 $T_e$~11,000 K）时，首个氢原子开始在保持其他晶格完整性的条件下迁移，暂时性地将云母转化为超导相态。在剂量约为0.4 eV/原子（$T_e$~13,000 K）时，Mg原子以液态方式在其他元素保持稳定亚晶格中扩散，表明发生了超导-超导相态转变。在约0.5 eV/原子的剂量下（$T_e$~14,000 K），整个原子晶格失稳，在皮秒时间尺度上无序化，并伴随能级内能隙中缺陷能级的形成。在约0.9 eV/原子的剂量下（$T_e$~16,000 K），能隙完全坍塌，使材料呈金属（电子导电）状态。在更高的剂量下，非热原子加速在 ultrafast 时间尺度上加热原子系统；K和O元素最受影响，在几十皮秒内加速运动。