热力亚毫秒：金刚石纳米晶的表面瑞利波

纳米晶中的机械太赫兹振动最近被用于量子感测和热管理。纳米晶的自由边界引入了类似于地球上地震波的新型表面波解，然而这些表面波对纳米晶的影响至今鲜有探讨。本文利用原子分子动力学模拟和实验中子谱仪,阐明了纳米金刚石中这些太赫兹尺度特征的作用。我们的关键洞见在于,热力诱导的瑞利表面声子所致,其具有较低的群速度,且振幅随距离表面呈指数衰减;这些先前观察到的但未解释的纳米晶低能振动态密度线性比例,正是由此决定。相对于纳米粒子半径而言,大热力原子位移可导致即使在室温下也持续的表面地震。归一化后,金刚石纳米晶的表面位移比率超过最大纪录地震高达 $10^{5\pm1}$ 倍。我们阐述了这些戏剧性的瑞利波如何与其他独特特征共存，包括约束晶格声子、柔表面模式、声学间隙、洛伊波和兰姆波,从而为纳米晶的振动动力学提供了完整框架。