1月11日，加州大学欧文分校和其他机构的研究人员利用最新发展的电子显微镜技术，首次测量了单个晶体缺陷处声子的光谱——晶格中的量子力学振动，他们发现了缺陷附近声子的传播。这项成果于今年早些时候发表在Nature期刊上。DOI: 10.1038/s41586-020-03049-y

UCI材料科学研究团队是第一个在晶体中单个缺陷处测量声子（晶格中的量子力学振动）的团队

晶体在肉眼看来是完美无瑕的，但纳米级的缺陷可能会影响用于各种高科技设备的晶体材料的热性能和热传输性能。“点缺陷、位错、层错和晶界经常出现在晶体材料中，这些缺陷会对物质的热导率和热电性能产生重大影响”，研究人员说。有足够的理论来解释晶体缺陷和声子之间的相互作用，但由于早期的方法无法在足够高的空间和动量分辨率下观察这些现象，实验验证很少。研究人员通过UCI欧文材料研究所的透射电子显微镜中空间和动量分辨振动光谱的新发展来解决这个问题。

利用这项技术，他们能够观察到立方碳化硅中的个别缺陷，这种材料在电子器件中有着广泛的应用。现在研究小组已经产生了直接的实验数据来描述声子与单个缺陷的相互作用。“我们的方法为研究材料中固有缺陷和非固有缺陷的局域振动模式开辟了可能性”。

编译 YUXI