Исследователи впервые зафиксировали тепловые колебания атомов в двумерных материалах, используемых в квантовых технологиях. Группа под руководством Ичао Чжана (Мэрилендский университет) применила метод «электронной птихографии», достигнув рекордного разрешения в 15 пикометров. Это позволило обнаружить ранее скрытые «муаровые фазы» — ключевое явление для сверхпроводимости и теплопроводности материалов. Результаты опубликованы в Science.
Муаровые фазы возникают в скрученных двумерных структурах, влияя на их свойства, но из-за сложности обнаружения их роль оставалась малоизученной. Новый метод визуализировал локализованные тепловые колебания, опровергнув прежние теории. «Это как расшифровать язык атомных движений», — пояснил Чжан.
Открытие подтвердило теоретические модели и предложило инструмент для точного анализа колебаний, что ускорит разработку материалов с заданными свойствами. В будущем команда исследует влияние дефектов на теплопередачу.
Управление этими процессами может революционизировать квантовые вычисления, энергоэффективную электронику и нанодатчики.
Иллюстрация экспериментального измерения тепловых колебаний в отдельном атоме.
Источник: Ичао Чжан и др.
Дополнительная информация: Yichao Zhang et al, Atom-by-atom imaging of moiré phasons with electron ptychography, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adw7751.
www.science.org/doi/10.1126/science.adw7751
Источник: https://phys.org/news/2025-07-images-reveal-atomic-thermal-vibrations.html