超快凝聚态物理中激发态电子分类及其非平衡态

近年来,凝聚态物理一个发展较快的方向是超快物理现象和超快动力学研究,超快凝聚态物理研究量子材料的激发态和非平衡态超快动力学以获得各种量子物态的本征属性,并加以调控.其一般采用超快激光脉冲作为激发源,以超高时间分辨为典型实验特征,探测出射的光子或电子.随着该领域的发展,产生了许多不同于传统基态研究的有关电子的物理概念.准确理解、定义、分类这些概念对于顺利开展超快凝聚态物理研究显得日益重要.本文以准粒子超快弛豫过程为例,分类辨析光生载流子(photo-carrier)、激光加热的电子(laser-heated electron)、热电子(hot electron)、温电子(thermal electron)、光电子(photo-electron)等概念的异同,并加以对比和总结;在此过程中也涉及基态(ground state)、激发态(excited state)、非平衡态(non-equilibrium state)、瞬态(transient state)、亚稳态(metastable state)、量子隐态(hidden quantum state)、稳态(steady state)和平衡态(equilibrium state)等物理概念.本文以水的不同自然形态作为类比,形象地展示上述概念的异同,方便读者正确使用它们,希望能有助于超快凝聚态物理的顺利发展.