电子显微镜中石墨烯纳米结构振动的位置与动量映射
材料科学
2019-10-09 v1
摘要
传播的原子振动波即声子，主导着材料重要的热学、力学、光电及输运特性。因此，声子色散（即振动能量对动量的依赖关系）的知识是理解和优化材料行为的关键要素。然而，尽管过去十年具有重要科学意义，由于振动光谱的实验局限，诸如石墨烯等二维（2D）材料自由站立单层的声子色散及其局域变化仍难以捉摸。尽管透射电子能量损失谱（EELS）近来已被证明可探测局域振动电荷响应，但这些研究仍局限于氮化硼或氧化物等极性材料，其中存在由强偶极矩引起的巨大信号。另一方面，使用非弹性X射线（中子）散射谱或反射EELS对石墨烯的测量没有任何空间分辨率且需要大的微晶。本文提供了一种新途径，通过对大动量转移下不同振动模式的映射，将声子色散的测定推进到单个自由站立石墨烯单层的尺度。所测散射强度被密度泛函微扰理论（DFPT）准确复现和解释。此外，利用石墨烯纳米带结构对选定动量（q）分辨振动模式的纳米尺度映射，使我们能够在空间上区分体、边缘和表面振动。
引用
@article{arxiv.1812.08294,
title = {Position and momentum mapping of vibrations in graphene nanostructures in the electron microscope},
author = {Ryosuke Senga and Kazu Suenaga and Paolo Barone and Shigeyuki Morishita and Francesco Mauri and Thomas Pichler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.08294},
year = {2019}
}