同位素界面处的声子转变
材料科学
2023-05-04 v1
摘要
天然材料通常由同位素混合物构成，不同的同位素比例可导致如热导率与成核过程等 distinct 的材料性质。然而，由于原子尺度下同位素识别与性质测量的困难，关于同位素界面的认识仍大多未被探索。本文利用扫描透射电子显微镜中的单色化电子能量损失谱，以亚单胞分辨率揭示了人工 h-10BN/h-11BN 异质结构中介导动量转移的晶格振动行为。我们发现振动能量跨同位素界面逐渐变化，呈现宽阔的转变区，这表明界面处面外光学声子具有强离域性。此外，我们识别出布里渊区中心附近的声子具有约 3.34 nm（10 个原子层）的转变区，而布里渊区边界处的声子则在约 1.66 nm（5 个原子层）内完成转变。我们提出，界面处同位素诱导的电荷效应解释了这种差异化的离域行为。而且，振动能量的原子层内变化也对动量转移敏感，因此在界面处它同时取决于动量转移与质量变化。所揭示的同位素界面晶格振动行为为理解天然材料中的同位素效应提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2209.12193,
title = {Phonon transition across an isotopic interface},
author = {Ning Li and Ruochen Shi and Yifei Li and Ruishi Qi and Zhetong Liu and Fachen Liu and Yuehui Li and Xiaowen Zhang and Xiangdong Guo and Kaihui Liu and Ying Jiang and Xin-Zheng Li and Ji Chen and Lei Liu and En-Ge Wang and Peng Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.12193},
year = {2023}
}