以亚原子分辨率揭示纳米膜弯曲热运动的弹道动力学

自由 standing 薄膜、纳米膜和纳米线的弯曲振荡因其对二维材料热学、电学和力学性质的重要性而受到越来越多的关注。在此我们报道了在纳米膜悬臂梁弯曲模式中由弯曲声子热涨落驱动的短时间尺度弹道运动的观测，包括使用一种新的自由电子边缘散射技术以亚原子分辨率测量的弹道速度和位移。在 <10 {\mu}s 的时间间隔内，膜以恒定速度（通常约 300 {\mu}m/s）做弹道运动，而在更长观测周期中呈现出类布朗动力学。对弹道区域的访问验证了弯曲模式的能量均分定理和 Maxwell-Boltzmann 统计，并可用于膜上原子吸附/脱附过程中的快速测温与质量传感。我们认为，在理解二维材料的电学、光学、热学和力学性质时应考虑弹道区域。