你从未见过这样的原子：隐藏的运动被揭示出来

马里兰大学材料科学与工程系助理教授张艺超开发了一种电子显微技术，可直接对"莫尔相位子"进行成像——这是一种影响下一代电子和量子设备中二维材料超导性和热传导的物理现象。该项研究的相关论文首次记录了单个原子热振动的图像，于7月24日发表在《科学》期刊上。（参见下方视频链接。）

厚度仅几纳米的片状二维材料正被探索作为下一代量子与电子器件的新组件。在扭曲二维材料中，"莫尔相位子"是理解材料热导率、电子行为和结构有序性的关键特征。此前莫尔相位子难以通过实验检测，阻碍了人们对这类可能彻底改变量子技术和高能效电子器件的材料的深入理解。

张艺超研究团队采用名为"电子叠层衍射成像"的新技术应对这一挑战，该技术实现了文献记载的最高分辨率（优于15皮米），并检测到由热振动引起的单个原子模糊现象。她的工作揭示出空间局域化的莫尔相位子主导着扭曲二维材料的热振动，这从根本上重塑了科学家对其影响的理解。

这项突破性研究不仅证实了关于莫尔相位子的长期理论预测，还首次证明"电子叠层衍射成像"能以原子精度绘制热振动图谱——这曾是实验能力无法企及的领域。

"这如同解码原子运动的隐藏语言，"张艺超表示，"电子叠层衍射成像让我们直接观测这些细微振动。现在我们拥有强大的新方法来探索先前隐藏的物理现象，这将加速二维量子材料的发现进程。"

张艺超团队下一步将重点研究量子与电子材料中缺陷和界面如何影响热振动。控制这些材料的热振动行为有望设计出具有定制热学、电子学和光学特性的新型器件——为量子计算、高能效电子学和纳米级传感器的发展铺平道路。