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科学家成功实现表面声子三维成像,研究结果登上《科学》

黄琨

物理

在一项新研究中,科学家成功完成了表面声子的三维成像。

研究于3月26日发表在《科学》上,标题为“Three-dimensional vectorial imaging of surface phonon polaritons”(表面声子极性的三维矢量成像),通讯作者为格拉茨理工大学电子显微镜和纳米分析研究所的Gerald Kothleitner。

无论是显微镜、数据存储还是传感器技术,许多需要特定功能的先进技术应用都依赖于材料表面附近电磁场的结构。在纳米系统中,所谓的表面声子,即原子晶格的时间扭曲,对物理和热力学性质起决定性作用。

如果表面声子能被特别地操纵,就有可能在具有纳米表面的2个组分之间实现更好的热传导或热传递,改善探测器、传感器或高效的被动冷却系统。此外,表面声子将电磁能量集中在远红外波段,为超分辨率镜头、改进的振动光谱等应用打下基础。

然而,这一领域的研究仍然很薄弱。

在这次研究中,研究人员用电子束激发晶格振动,再用特殊的光谱方法进行测量,然后用层析成像重建。结果,他们首次实现了氧化镁纳米立方体表面声子产生的红外光场在三维空间可见,且其空间分布明显。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

【1】http://science.sciencemag.org/content/371/6536/1364

【2】http://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210329122828.htm


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