Учёные из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали новый метод электронной микроскопии, позволивший впервые получить изображение атомных колебаний (фононов) в определённых направлениях. Это свойство, известное как колебательная анизотропия, критически влияет на диэлектрические, термические и сверхпроводящие свойства материалов.
Метод импульсно-селективной спектроскопии потерь энергии электронами был применён для изучения титаната стронция и бария. Исследователи обнаружили различия в анизотропном поведении их акустических и оптических фононов. Результаты показали, что коллективные атомные колебания зависят от конкретных элементов и их позиций в кристалле, что противоречит традиционной модели равномерного распределения.
Новый метод позволяет составлять карты колебательной анизотропии с беспрецедентным пространственным и энергетическим разрешением. Это открывает возможности для изучения фазовых переходов, сегнетоэлектричества и электрон-фононных взаимодействий в сверхпроводниках. Результаты работы, проведённой совместно с учёными из Швеции и Китая, полностью соответствуют теоретическим прогнозам.
Схема q-селективной установки EELS. Источник: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09511-z
Дополнительная информация: Xingxu Yan et al, Atomic-scale imaging of frequency-dependent phonon anisotropy, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09511-z
Источник: https://phys.org/news/2025-09-image-atomic-vibrations.html