本工作利用实时含时密度泛函理论（rt-TDDFT）结合占据数约束密度泛函理论系统研究了光激发条件下SnSe的超快结构动力学及其相变机制。研究发现，在800 nm激光激发下，当约5.4%的价电子被激发至导带时，SnSe能够在亚皮秒时间尺度内完成由Pnma相向Immm相的非热相变，而热涨落不足以触发该结构转变。进一步分析表明，光激发引起的电子重新分布削弱了Sn 5s孤对电子与Se 4p轨道之间的杂化作用，同时促进电子占据长程Sn-Se原子对的成键态，从而产生定向原子驱动力并诱导新的化学键形成。此外，声子动力学研究表明，A₁g和A₂g相干声子模在结构演化过程中发挥主导作用，其协同振动驱动晶格由低对称Pnma结构向高对称Immm结构转变。势能面分析进一步揭示，随着光生载流子浓度增加，体系势能面由凸形逐渐演化为凹形，最终消除相变能垒并形成载流子驱动的非热相变通道。本工作从电子、晶格及势能面演化的角度揭示了SnSe光诱导相变的微观机制，为理解非平衡条件下硫属化物材料的超快结构调控及光控相变行为提供了重要理论依据。该成果发表在Phys. Rev. B上。

原文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/62q1-5r9h