دانشمندان از طیف‌سنجی با هارمونیک بالا برای باز کردن ساختار الکترونیکی ابررساناهای فشار بالا استفاده می‌کنند.

فشار بالا بسیاری از حالت های جدید را برای ماده متراکم ایجاد کرده است و پدیده های فیزیکی و شیمیایی جدیدی را آشکار می کند. در میان آنها، کشف ابررسانایی نزدیک به دمای اتاق (Tc-200 K) در هیدریدهای فشار بالا مانند H3S و LaH10 توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است.
دمای انتقال ابررساناهای پرفشار در حال افزایش است، اما مکانیسم ابررسانایی به دلیل فقدان کاوشگرهای موثر و ساختار الکترونیکی ناشناخته و رفتار دینامیکی فوق سریع در حالت‌های کوانتومی فشار بالا، یک سوال باز باقی می‌ماند.
تولید هارمونیک بالاتر (HHG) فرآیند تبدیل لیزر فرودی به تابش منسجم قوی با فرکانس چند برابر لیزر است. به عنوان یک نماینده معمولی از اپتیک غیرخطی، HHG در جامدات از حرکت غیرخطی الکترون‌های درون و بین باند توسط برهمکنش لیزر-ماده با میدان قوی سرچشمه می‌گیرد. در نتیجه، طیف HHG به طور طبیعی حاوی اثر انگشتی از خواص اتمی و الکترونیکی در مواد است. دانشمندان با استفاده از این فرآیند دینامیکی غیرخطی و بدون اغتشاش، قادر به بررسی ماهیت درونی مواد هستند.
اخیراً، تیم شنگ منگ، محقق مؤسسه فیزیک آکادمی علوم چین/مرکز تحقیقات ملی فیزیک ماده متراکم در پکن، دینامیک فوق سریع HHG را در ابررسانای پرفشار H3S با کمک اولین کاوش کردند. اصول نظریه تابعی چگالی حاوی زمان و استفاده از روش دینامیک مولکولی تابعی چگالی غیر آدیاباتیک حاوی زمان و نرم افزار توسعه یافته در گروه. مشخص شده است که HHG در ابررساناهای فشار بالا به شدت وابسته به طول موج و ناهمسانگرد است، که نشان می دهد فرآیند HHG به شدت به ساختار الکترونیکی بستگی دارد. تجزیه و تحلیل زمان-فرکانس HHG مورد بررسی قرار می‌گیرد و مکانیسم دینامیک پراکندگی درون باند هارمونیک‌های مرتبه پایین تعیین می‌شود. بر این اساس، با استفاده از طیف HHG، بازسازی ساختار پراکندگی نوار انرژی در نزدیکی سطح فرمی مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر این، مشخص شد که یک مدولاسیون قوی از طیف HHG توسط فونون های منسجم وجود دارد، که نشان دهنده حساسیت فرآیند HHG به جفت شدن الکتروآکوستیک است. این مطالعه با استفاده از طیف HHG مدوله‌شده توسط فونون‌های همدوس، قدرت عنصری ماتریس جفت الکتروآکوستیک را در نزدیکی سطح فرمی بازسازی می‌کند. این مطالعه نشان می‌دهد که برهمکنش‌های چند جسمی (کوپلینگ الکتروآکوستیک) در مواد تأثیر قابل‌توجهی بر رفتار الکترون‌ها در نزدیکی سطح انرژی فرمی دارد. این از یک مکانیسم با واسطه فونون برای ابررسانایی ولتاژ بالا پشتیبانی می کند و یک رویکرد تمام نوری برای کاوش ساختار الکترونیکی و جفت الکتروآکوستیک در حالت های کوانتومی ولتاژ بالا ارائه می دهد.
نتایج تحقیقات مرتبط به عنوان طیف‌سنجی با هارمونیک بالا حالت جامد برای کاوش ساختار باند نوری حالت‌های کوانتومی فشار بالا، منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم ایالات متحده آمریکا (PNAS) منتشر شده است. این کار تحقیقاتی توسط برنامه تحقیق و توسعه کلیدی ملی چین، بنیاد ملی علوم طبیعی چین و پروژه آزمایشی استراتژیک آکادمی علوم چین پشتیبانی شد.