可擦写光盘CD、DVD和蓝光光盘的出现要归功于相变材料，这些材料在加热时会改变它们的内部结构，其结构可以在晶态和非晶态相间转换。相变材料有更多令人兴奋和期待的应用，但我们精确控制相变的能力有限，障碍了新技术的发展。

超快转变过程示意图(图片来源：ICFO/Fritz-Haber-Inst. MPG/SUTD)

可擦写光盘CD、DVD和蓝光光盘的出现要归功于相变材料，这些材料在加热时会改变它们的内部结构，其结构可以在晶态和非晶态相间转换。相变材料有更多令人兴奋和期待的应用，但我们精确控制相变的能力有限，障碍了新技术的发展。

最受欢迎和最有用的相变材料是GST，由锗、锑和碲元素构成。这种材料尤其有用，因为它与任何其他研究过的材料相比，晶态和非晶态相的转变速度更快。相变是由于原子间的键发生变化，键的变化也改变了GST材料的电子和光学性质和晶格结构。具体来说，共振键中的电子参与到几个相邻的键，影响材料的光电特性；而共价键中的电子由两个原子共享，影响其晶格结构。大多数使用GST材料的技术，同时改变光电和结构性质。这实际上是一个相当大的缺点，因为在重复的结构转换过程中，如加热和冷却，基于这种材料设备的使用寿命会大大降低。

该研究发表在最新《Nature Materials》期刊中，来自于光子科学研究所由Simon Wall教授和Valerio Pruneri教授领导的研究人员，与马克斯普朗克学会Firtz-Haber研究所合作，证明了在万亿分之一秒相变时间内，GST材料的光电性质如何变化。激光被成功用于改变控制电光特性的键，而不显著改变控制结构的键。新配置可以实现快速可逆的光电性质，该性质在设备应用方面是重要的，不会通过改变晶格结构而降低设备生命周期。此外，在这项研究中测量到的GST材料光电性质超过之前用于同种目的硅材料十倍。这一发现表明GST材料可能是常用硅材料的一个很好的替代材料。

这项研究的结果可能会对新技术的开发产生深远影响，包括柔性显示、逻辑电路、光学电路和通用数据存储内存。这些结果还展示了GST材料的潜力，可被用于其他需要实现快速和高精度光学性质变化的应用。

新材料在线编译整理——翻译：Grubby   校正：摩天轮