Các nhà khoa học lần đầu tiên ghi lại chuyển động nguyên tử bằng máy ảnh

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã trực tiếp ghi lại chuyển động nguyên tử bằng cách bắt được các dao động nhiệt của nguyên tử trong thời gian thực sử dụng kỹ thuật kính hiển vi điện tử tiên tiến gọi là điện tử ptychography. Dẫn đầu bởi Yichao Zhang từ Đại học Maryland, nhóm nghiên cứu đã đạt được độ phân giải nhỏ hơn 15 picomet, cho phép họ quan sát các phason moiré — những dao động phối hợp, được kích hoạt bởi nhiệt xảy ra trong các vật liệu hai chiều (2D) xoắn. Những chuyển động nguyên tử tinh tế này, trước đây chỉ được lý thuyết hóa, đóng vai trò then chốt trong việc xác định độ dẫn nhiệt và siêu dẫn trong các vật liệu lượng tử siêu mỏng. Đột phá này cung cấp cái nhìn chưa từng có về cách nhiệt truyền qua các vật liệu 2D và xác nhận các giả thuyết lâu đời về động lực học ở quy mô nguyên tử. Bằng cách tiết lộ những dao động này, nghiên cứu mở ra những hướng đi mới để thiết kế vật liệu lượng tử với các tính chất nhiệt, điện tử và quang học được điều chỉnh theo ý muốn. Nhóm của Zhang dự định tiếp tục khám phá cách các khuyết tật và giao diện ảnh hưởng đến dao động nhiệt, điều này có thể dẫn đến những tiến bộ trong điện toán lượng tử và điện tử tiết kiệm năng lượng. Công trình được công bố trên tạp chí Science vào ngày 24 tháng 7,