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        研究人员研究影响下一代电子和量子设备的原子尺度现象，捕获了第一张原子热振动的显微镜图像，揭示了一种可以重塑量子技术和超薄电子设计的新型运动。

         马里兰大学材料科学与工程系助理教授张一超开发了一种电子显微镜技术，可以直接对“莫尔晶体”进行成像——影响下一代电子和量子器件二维材料超导性和热传导的物理现象。 一篇关于这项研究的论文首次记录了单个原子的热振动图像，于 7 月 24 日发表在《科学》杂志上。 （请参阅下面的视频链接。

         二维材料是几纳米厚的片状结构，作为下一代量子和电子的新组件，正在被探索设备。 扭曲二维材料的一个特征是“莫尔纹析”，这对于理解材料的导热系数、电子行为和结构秩序至关重要。 以前，莫尔纹晶象很难通过实验检测到，从而阻碍了对可能彻底改变量子技术和节能电子产品的材料的进一步了解。

         Zhang 的研究团队通过使用一种称为“电子压构术”的新技术来应对这一挑战，该技术具有达到了记录的最高分辨率（优于 15 皮米），并检测到由热振动引起的单个原子模糊。 她的工作表明，空间定位的莫尔纹晶象主导了扭曲二维材料的热振动，这从根本上改变了科学家对其影响的理解。

         这项突破性研究证实了长期以来对莫尔纹构思的理论预测，还证明可以使用“电子压气法”首次以原子精度绘制热振动图——这在以前是一项遥不可及的实验能力。

         “这就像解码原子运动的隐藏语言，”张说。 “电子叠层成像让我们直接看到这些细微的振动。 现在我们有了一种强大的新方法来探索以前隐藏的物理学，这将加速二维量子材料的发现。

         Zhang 的研究团队接下来将专注于解决热能问题振动受到量子和电子材料中的缺陷和界面的影响。 控制这些材料的热振动行为可以设计出具有定制热、电子和光学特性的新型设备，为量子计算、节能电子和纳米级传感器的进步铺平道路。