瞬态光栅光谱：一种超快、无损的材料评价技术

结构-性能关系是材料科学的基础。关联微观结构与材料性能，对于预测材料对驱动力的响应、管控在役材料退化以及设计优化性能的材料至关重要。弹性、热与声学性质提供了一条便捷途径，可直接或间接探测跨越多尺度长度的材料结构。我们综述了如何利用激光诱导瞬态光栅光谱（TGS）技术——其利用瞬态衍射光栅在材料表面产生表面声波（SAWs）与温度光栅——在可调亚表面深度内、亚微秒时间尺度上无损揭示材料的弹性、热扩散率与能量耗散。该技术已应用于材料表征中的诸多挑战性问题，从辐照损伤分析，到胶体晶体，到纳米结构系统中声子介导的热输运，再到晶体取向与晶格参数测定。这些应用示例以及对微观结构演化方面的推断，说明了TGS解决旧材料难题与揭示新科学的广泛潜在覆盖面。最后我们展望了TGS在动态演化系统上原位应用时，于材料发现与优化方面的巨大潜力。