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在固体材料中，为阐明声子输运的诸多功能，晶格振动性质与局部原子构型的相关性，是至关重要。在扫描透射电子显微学领域，振动光谱学的最新发展，使得通过结合高空间和能量分辨率，可直接测量晶体缺陷和界面处的局部声子模式。然而，在扫描透射电子显微镜中，振动光谱的极限决定了所揭示的化学键对局部声子模式的影响，需要在化学键水平上的极端实验灵敏度。
今日，中国科学院大学物理科学学院 许名权Mingquan Xu, 李傲雯Aowen Li，周武Wu Zhou等，美国 范德堡大学（Vanderbilt University）De-Liang Bao, Sokrates T. Pantelides等，在Nature Materials上发文，实验证明了，随着仪器稳定性和灵敏度的提高，在不同化学键构型的单层石墨烯中，清楚地分辨表征了相同替位杂质和相邻碳原子的特定振动信号，与密度泛函理论计算互为补充。
该项研究，直接观察到了具有化学键敏感性的局域声子模式，并为石墨烯的缺陷诱导物理，提供了更多的见解。
Single-atom vibrational spectroscopy with chemical-bonding sensitivity.
具有化学键灵敏度的单原子振动光谱
图1：在不同成键构型的石墨烯中，Si替位夹杂的振动光谱。
图2：在硅掺杂石墨烯中，电子能量损失谱Electron Energy Loss Spectroscopy，EELS振动光谱的原子-原子分析。
图3：在Si–C3和Si–C4中，实验观察到了特定声子模式起源。
图4：在石墨烯中，N–C3缺陷的原子振动光谱分析。
文献链接
https://www.nature.com/articles/s41563-023-01500-9
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01500-9
来源：今日新材料
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