3D Mapping of Defects and Moiré Corrugations via Electron Ptychography Atomic Coordinate Retrieval
本研究利用多层电子叠层衍射技术，从单一取向数据中解析扭转双层WSe2的三维原子坐标，揭示缺陷位置和新型莫尔波纹，为二维材料面外变形研究提供新方法。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Imaging interstitial atoms with multislice electron ptychography
本研究提出利用多层电子叠层衍射技术，在三维空间中检测和定位复杂石榴石氧化物异质结构内的间隙原子，实现了优于2.7 nm的深度分辨率和深亚埃横向分辨率，为表征单原子催化剂和量子传感器等系统的局部环境提供了新方法。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sub-nanometer depth resolution and single dopant visualization achieved by tilt-coupled multislice electron ptychography
提出倾斜耦合多层电子叠层成像算法，用少量小角度投影实现亚纳米深度分辨率与单个掺杂原子三维可视化。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multislice Hollow Ptychography for Simultaneous Atomic-Layer-Resolved 3D Structural Imaging and Spectroscopy
本文提出多层空心叠层衍射成像（MHP）方法，通过考虑多重散射克服单层空心叠层衍射在厚样品中的局限，实现与EELS同步采集的高分辨率三维原子层结构成像与化学图谱分析。
2025-07-20 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Optimizing Atomic Number Contrast in Multislice Electron Ptychography
本研究揭示多层电子叠层成像的原子序数衬度受原子柱积分面积调控，并证明可利用非单调 $Z$ 依赖性区分厚样品中相邻元素。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Multi-Convergence-Angle Ptychography with Simultaneous Strong Contrast and High Resolution
本文提出多会聚角（MCA）叠层成像方法，通过连续信息传递同时增强对比度与分辨率，为三维重建提供高质量二维图像输入，促进生物结构的准确测定。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph physics.optics
Detecting charge transfer at defects in 2D materials with electron ptychography
本研究利用 electron ptychography 的高剂量效率和像差校正能力，结合第一性原理模拟，成功探测了单层 WS2 原始与缺陷处的电荷转移，并实现了原子结构与电荷转移的独立分析。
2025-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
3D Atomic-Scale Metrology of Strain Relaxation and Roughness in Gate-All-Around (GAA) Transistors via Electron Ptychography
Cornell University（康奈尔大学）；Advanced Semiconductor Materials (ASM) America（先进半导体材料（ASM）美国公司）；Taiwan Semiconductor Manufacturing Company（台湾积体电路制造股份有限公司）
利用电子ptychography技术，实现对三维环绕栅晶体管中应变松弛和界面粗糙度的原子尺度三维测量，为晶体管性能建模和制造优化提供关键数据。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Investigating the convergence properties of iterative ptychography for atomic-resolution low-dose imaging
本研究探究低电子剂量下迭代叠层衍射成像的收敛性，发现需采用小于常规的更新强度以实现准确重建，并指出存在临界值导致算法陷入局部最小值，强调参数优化的重要性。
2025-09-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Real-Time Atomic-Resolution Electron Phase Imaging without Probe Calibration via Ptychography-Supervised Learning
Fudan University（复旦大学）；National Tsing Hua University（国立清华大学）；National Center for Instrumentation Research, National Institutes of Applied Research（国家应用研究院国家仪器研究中心）；Institute for Infocomm Research, A*STAR（新加坡科技研究局资讯通信研究院）；The University of Sydney（悉尼大学）
本文提出叠层衍射监督的局部推理框架，将4D-STEM转换为实时原子尺度相位成像，无需探针校准，速度提升约千倍，并跨材料、离焦和仪器泛化。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci cs.CV
Automatic Parameter Selection for Electron Ptychography via Bayesian Optimization
电子重叠关联成像技术为以亚埃空间分辨率分辨原子结构和研究高剂量效率的电子束敏感材料提供了新的机会。在实践中，获得准确的重叠关联图像需要同时优化多个参数，这些参数通常是基于试错法选择的，从而导致低通量实验并阻止更广泛的采用。在这里，我们开发了一个自动参数选择框架，以规避这个问题，使用贝叶斯优化高斯过程。利用最少的先验知识，工作流有效地产生比由经验丰富的专家处理的重叠关联重建更优越的重叠关联重建。该方法还有助于更好的实验设计，探索优化的实验参数，从模拟数据。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Surface morphology and thickness variation estimation of zeolites via electron ptychography
本研究提出表面自适应电子叠层成像（SAEP），通过自适应优化探针离焦和切片厚度，实现对沸石纳米颗粒表面形貌、厚度变化与原子结构的同时高精度重建，为敏感多孔材料的结构-性能分析开辟新途径。
2025-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Programmable Beam Control for Electron Energy-Loss Spectroscopy and Ptychography
本文系统研究了非光栅扫描轨迹对EELS和叠层衍射成像的影响，发现叠层衍射对轨迹伪影具有固有抗性，为低剂量4D-STEM可编程扫描提供了实用指南。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci
PtyRANNOSAUR: Ptychography with Robust Artificial Neural Networks Optimized for Sub-Angstrom Accuracy and Ultrafast Reconstruction
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
提出PtyRANNOSAUR神经网络代码，利用卷积自编码器将4D扫描透射电镜数据映射为2D相位图像，实现秒级原子分辨率叠层成像重建，速度比标准方法快10-100倍，并处理空间部分相干、多次散射和扫描位置误差，达到<0.5 Å分辨率。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Bridging experiment and theory of relaxor ferroelectrics at the atomic scale with multislice electron ptychography
本研究利用多层电子叠层成像对典型弛豫铁电体进行三维原子尺度表征，结合分子动力学模拟揭示极性结构与化学无序诱导电荷不平衡的关联，并发现压缩应变增强面外铁电有序，为弛豫铁电体极性畴控制提供新途径。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Assessing quantitative phase reliability in electron ptychography using a twisted trilayer WS2 thickness staircase
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Yanshan University（燕山大学）；Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究以扭曲三层WS2厚度阶梯为参考，探究电子叠层成像中定量相位的影响因素，明确了厚度依赖的非线性关系及原子重叠的作用，为相关定量相位测量提供基准。
2026-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Precise structure and polarization determination of Hf0.5Zr0.5O2 with electron ptychography
本研究利用多层电子叠层成像技术精确确定了HZO薄膜的原子结构，证实正交相具有约34 μC/cm2的铁电极化，并揭示了晶界处极化抑制和氧空位择优分布对极化的影响，为铁电器件设计奠定基础。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional imaging of oxygen dopant distribution in Sr$_2$CuO$_{3+δ}$ by electron ptychography
Cornell University（康奈尔大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼茨晶体生长研究所）
本研究利用多层电子ptychography实现了Sr₂CuO₃₊δ中氧掺杂剂的原子尺度三维成像，发现其分布受应变场调控，为铜基超导体掺杂调控提供了新参数。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Sensitivity of Multislice Electron Ptychography to Point Defects: A Case Study in SiC
该研究以 SiC 为例，通过多层电子散射模拟与叠层成像重建，评估多层电子叠层成像对不同深度点缺陷的定位、识别能力及显微参数影响。
2025-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Real-time imaging of atomic potentials in 2D materials with 30 keV electrons
扫描透射电子显微镜（STEM）是二维（2D）材料原子尺度表征的最广泛采用的工具。许多2D材料仍然易受电子束损伤的影响，尽管标准化实践将束能量从200 keV降低到80或60 keV。尽管所有存在的元素都可以通过使用集成微分相位衬度（iDPC）STEM或电子重叠关联成像的原子静电势成像来检测，但以原子分辨率和增强的灵敏度捕获动态仍然是一个挑战。在这里，通过使用iDPC-STEM，我们通过原子静电势成像捕获二维WS $_2$中的缺陷动力学，其束能量仅为30 keV。具有高帧率的原子静电势的直接成像揭示了WS $_2$中的缺陷和边缘附近的单个原子的存在和运动，否则这些缺陷和边缘用常规的环形暗场STEM是不可见的，或者不能通过电子重叠关联成像足够快地捕获。
2021-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Reliable phase quantification in focused probe electron ptychography of thin materials
针对聚焦探针电子叠层衍射成像中原子相位定量的负晕干扰问题，提出一种对噪声和样品倾斜鲁棒的新定量方法，适用于二维材料，可避免电荷转移效应被掩盖。
2023-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and characterization of boron-terminated tetravacancies in monolayer hBN using STEM, EELS and electron ptychography
本研究利用高剂量率STEM电子辐照在单层hBN中精确制造硼终止的四空位，并结合像差校正STEM、EELS和电子叠层衍射对其边缘终止、结构弛豫及键合效应进行了原子级表征。
2025-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Deep generative priors for robust and efficient electron ptychography
本文提出深度生成先验框架，利用卷积神经网络隐式正则化改进电子叠层衍射重建，在低剂量下提升噪声鲁棒性、加快收敛并减少手动调参，实现多种材料与生物体系的高分辨率稳健成像。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci eess.IV
Quantifying Phase Magnitudes of Open-Source Focused-Probe 4D-STEM Ptychography Reconstructions
本文在60 keV的Nion UltraSTEM 100上利用Dectris ARINA探测器采集单层石墨烯数据，比较多种开源4D-STEM叠层成像相位重建算法的计算效率与鲁棒性，发现相位绝对幅度存在差异，为定量分析原子尺度电磁特性的采样精度提供了指导。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Improving Multislice Electron Ptychography with a Generative Prior
Cornell University（康奈尔大学）
针对多层电子叠层成像迭代求解耗时且次优的问题，提出在晶体结构数据库上训练的 MEP-Diffusion，并通过 DPS 作为生成式先验集成，使三维重建的 SSIM 提升 90.50%。
2025-07-25 cond-mat.mtrl-sci cs.CV eess.IV
Uncovering the Three-Dimensional Structure of Upconverting Core-Shell Nanoparticles with Multislice Electron Ptychography
本研究利用多层电子叠层成像技术，在低电子剂量下重建上转换核壳纳米颗粒的三维结构，并绘制应变分布，揭示壳扭转及裂纹、位错位置，展示了单次扫描获取三维信息的优势。
2024-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Atomic-resolution imaging of magnetism via ptychographic phase retrieval
本研究通过电子叠层衍射精确恢复相位，将磁性相位与静电相位分离，实现了磁性材料与自旋电子器件中自旋织构的原子级分辨率成像。
2022-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Simulating bistable current-induced switching of metallic atomic contacts by electron-vibration scattering
本文结合DFT与非平衡格林函数方法，研究金属原子接触中由电流诱导振动激发的双稳态开关机制，并以单原子铅接触为例确定了可驱动构型转变的振动模式。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization of high-energy electron scattering from atomic vibrations
具有100 keV量级的动能的电子能够从微米的距离激发原子振动态。尽管这样一个大的相互作用距离，我们的详细计算表明，散射物理允许高能电子束定位振动激发原子尺度的空间分辨率。通过实验实现这种能力的努力可能会使物理科学的许多领域受益。
2014-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Spectroscopy at Atomic Resolution with Electron Impact Scattering
原子振动控制材料中的所有热激活过程，包括扩散、热传输、相变和表面化学。单色，像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）的最新发展，使纳米级探测振动模式使用聚焦电子束。然而，到目前为止，还没有实验原子分辨率振动光谱的报道。在这里，我们证明了原子分辨率利用本地化的冲击激发材料中的振动模式。我们表明，在共价和离子材料的影响信号产生高的空间分辨率，原子分辨率可从光学和声学振动模式。我们实现了优于2 μ m的空间分辨率，这是一个数量级的改进相比，以前的工作。我们的方法代表了一个重要的技术进步，可用于提供新的见解之间的关系的热，弹性和动力学性质的材料和原子结构的异质性。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Imaging thick objects with deep-sub-angstrom resolution and deep-sub-picometer precision
本研究结合能量过滤与扩展局域轨道叠层衍射成像，实现了85纳米厚硅样品的深亚埃分辨率重构，信息极限18皮米、原子精度0.39皮米，显著突破传统厚度限制。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
On Transmission Function Amplitude and Phase Recovery in Multislice Electron Ptychography
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
该研究采用声子量子激发形式主义模拟4D STEM数据集，发现电子ptychography重建对热漫散散射不敏感，吸收势模型对重原子柱振幅对比度的偏差有限。
2026-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Influence of electron-vibration interactions on electronic current noise of atomic and molecular junctions
本文提出了一种从头算方法来模拟有限温度下原子和分子结中存在电子振动相互作用时的电流噪声。利用非平衡Keldysh Green函数技术和密度泛函理论相结合的方法，我们研究了在具有多个电子能级和振动模式的系统中，弹性和非弹性对电子流和散粒噪声的贡献。在我们的模型中，我们找到了上限阈值，在该阈值处，非弹性噪声贡献改变符号，在$τ\approx 0.90$和$0.95$之间的总传输金接触。这是高于单级荷斯坦模型的预测，但与早期的实验观察。我们支持我们的理论研究，通过对单原子金接触的噪声测量，证实了以前的实验，但使用了一个新的设置，大大降低了电子电路的复杂性。此外，我们将连接到金电极的1，4-苯二硫醇确定为观察较低符号变化的系统，我们预测其在$τ\approx 0.2$附近。最后，我们讨论了振动加热对电流噪声的影响。
2019-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large-amplitude periodic atomic vibrations in diamond
本文用群论方法研究了金刚石晶格的对称非线性简正模。对于其中的两个模式，分别对应于有和没有单胞倍增的振动态，我们给出了它们的原子图案和动力学性质，这些都是基于密度泛函理论的从头算模拟得到的.
2018-11-15 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Spin-Atomic Vibration Interaction and Spin-Flip Hamiltonian of a Single Atomic Spin in a Crystal Field
我们导出了自旋-原子振动相互作用$V_{\rm SA}$和单原子自旋在晶场中的自旋翻转哈密顿量$V_{\rm SF}$。在这里，我们应用微扰理论的自旋轨道相互作用和动能和势能的电子模型。该模型还考虑了有效原子核和电子之间的振动位移差，$Δ{\boldmath $ r $}$。检查系数的$V_{\rm SA}$和$V_{\rm SF}$，我们首先表明，$V_{\rm SA}$出现$Δ{\boldmath $ r $}$ $\ne$ 0，而$V_{\rm SF}$是独立的$Δ{\boldmath $ r $}$。作为应用，我们接着得到了Fe离子在四重对称晶场中的$V_{\rm SA}$和$V_{\rm SF}$。结果表明，$V_{\rm SA}$的系数随振动频率的变化幅度大于传统的自旋-声子相互作用的系数。此外，由于$V_{\rm SA}$和$V_{\rm SF}$每单位时间的跃迁概率进行了研究的Fe离子的各向异性能量为$-|D|S_Z^2$，其中$D$是各向异性常数和$S_Z$是$Z$组件的自旋操作。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Toward precise simulations of the coupled ultrafast dynamics of electrons and atomic vibrations in materials
超快光谱可以在短时间尺度上获得电子和原子核的动力学，从而揭示材料中的非平衡现象。然而，解释这些实验的精确计算的发展已经落后，因为广泛采用的模拟方案仅限于亚皮秒时间尺度或采用缺乏定量准确性的简化相互作用。在这里，我们展示了一种精确的方法来获得非平衡电子和原子振动（声子）的时间依赖的人口高达几十皮秒，与飞秒的时间分辨率。结合第一性原理电子-声子和声子-声子相互作用与并行数值方案的时间步长耦合电子和声子玻尔兹曼方程，我们的方法提供了前所未有的微观洞察激发材料中的散射机制。以石墨烯为例，我们演示了超快电子和声子动力学、瞬态光吸收、结构快照和扩散X射线散射的计算。我们的第一性原理方法为材料中超快动力学的定量原子模拟铺平了道路。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Visualization of Localized Vibrations at Complex Grain Boundaries
晶界（GB）是一种多产的微观结构特征，其主导了广泛类别的材料的功能。GB功能的变化是独特的局部原子排列的直接结果，不同于晶粒中的原子排列，这推动了广泛的实验和理论研究，将原子尺度的GB结构与宏观电子，红外光学和热性能相关联。在这里，我们研究了SrTiO 3 GB使用原子分辨率像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）和超高能量分辨率单色电子能量损失谱（EELS），结合密度泛函理论（DFT）计算。这种组合使得GB结构、组成和化学键与GB位错核心内的原子振动直接相关。我们观察到，非化学计量和变化的协调和键合在GB导致振动状态的重新分配在GB和它的位错核心相对于绑定晶粒。通过与原子配位、键合和化学计量相关的空间/光谱分辨率EELS提供的GB内的局部振动的访问，并通过理论验证，提供了量化单个边界对宏观性质的影响的直接途径。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Including atomic vibrations in XANES calculations: polarization-dependent damping of the fine structure at the Cu K edge of (creat)$_{2}$CuCl$_{4}$
在分析X射线吸收近边结构（XANES）光谱时，通常不考虑原子振动。原因之一是，包括振动在一个正式的确切的方式是相当复杂的，而振动的影响应该是小的XANES区域。通过分析极化铜K边X射线吸收光谱的四氯铜酸肌酸[（creat）$_{2}$ CuCl $_{4}$ ]，我们证明了一个技术上简单的方法，包括在计算XANES通过相同的公式为静态系统，但与修改后的自由电子传播占原子间距离的波动，可能会大大有助于理解XANES的一些分层系统。特别是，我们表明，不同偏振的入射x射线的x射线吸收精细结构振荡的阻尼差异不能通过依赖于静态晶格的计算来再现，但如果原子振动以这样一种方式被考虑，则可以描述它，即单独的Creatinium和CuCl $_{4}$分子块被视为半刚性实体，而这些块体的相互位置经受大的平均相对位移。
2016-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Scattering of plane-wave atomic vibrations in disordered structures
本文从谱密度的角度对平面波原子激发在无序固体中的散射进行了理论分析。近似相同频率的横波和纵波之间的杂交被证明。分析结果与用分子动力学建立的玩具线性锯齿链模型和石英玻璃模型的计算机模拟结果符合得很好。
1999-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Vibrational Mapping and Isotope Identification with Electron Beams
透射电子显微镜和光谱学目前能够通过将电子束聚焦到亚埃点，然后以几毫电子伏的能量分辨率分析非弹性散射电子的能量，从样品中获取空间分辨的光谱信息。这种技术最近已被用于实验解决振动模式出现在中红外频率的二维材料。在这里，基于第一性原理理论，我们证明了通过它们在振动模式的光谱和空间特性中留下的痕迹来识别纳米结构中的单个同位素原子杂质的可能性。具体而言，我们研究了六方氮化硼分子作为应用的一个例子，其中存在的单一同位素杂质揭示通过电子光谱的急剧变化，以及在空间，能量和动量分辨的非弹性电子信号。我们将这些结果与传统的远场光谱进行比较，表明电子束提供了优越的空间分辨率，结合探测完整的振动模式，包括那些光学暗的能力。我们的研究与新型材料中振动模式的原子尺度表征有关，包括同位素分布的详细映射。
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Diffusons, Locons, Propagons: Character of Atomic Vibrations in Amorphous Si
非晶硅的数值研究表明，最低的4%的振动模式是平面波（“传播”）和最高的3%的模式是本地化（“locons”）。其余的既不是平面波，也不是局部的。我们称之为“扩散。由于扩散子是迄今为止数量最多的，我们试图通过计算波矢量和偏振（似乎没有用），“相位商”（第一个相邻原子之间振动相位变化的度量），空间偏振记忆和扩散率来表征它们。局域态的特征在于找到衰变长度，参与率的倒数和参与原子的配位数。
1999-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Simulations of angle- and spatially-resolved vibrational electron energy loss spectroscopy for a system with a planar defect
振动电子能量损失谱（EELS）实验的最新进展揭示了亚原子尺度下空间分辨率的谱形变化。用局域声子态密度来解释，可以对它们进行定性的理解，但更详细的分析需要理论方法的进步。在Zeiger和Rusz，Phys.Rev.Lett. 124，025501（2020），我们提出了一种频率分辨的冻结声子多层方法，用于振动EELS的模拟。平面波电子束在振动的六方氮化硼上散射的详细模拟在配套手稿（Zeiger和Rusz，arXiv：2104.03197）中给出。在这里，我们提出了振动EELS的模拟，假设一个收敛的电子探针的纳米尺寸和原子大小的六方氮化硼结构模型与平面缺陷。用纳米光束，我们观察到的缺陷，这与声子态密度的局部变化的存在下，光谱形状的修改。用原子大小的电子束，我们观察到同样的情况，尽管对比度更好。此外，我们观察到原子水平的对比度和亚原子尺度的光谱形状的修改，这是特别强的小探测器收集角度。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Condensation of the atomic relaxation vibrations in lead-magnesium-niobate at $T=T^*$
我们目前的中子衍射，介电常数和光电导测量，证明铅镁钛酸盐经历了扩散相变之间的球形玻璃和四极玻璃相，在400 K和500 K之间的温度间隔，与四极相具有极高的介电常数的幅度。我们的分析表明，积分漫散射强度可以作为一个序参量的这种转变。我们的实验介电常数数据支持这一选择。这些数据对于要求在宽温度区间内和与电子激发无关的巨介电响应的应用是重要的。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Character of Atomic Vibrations in a Lennard-Jones Glass
在谐波近似下研究了伦纳德-琼斯玻璃（通过液态坐标淬火在计算机上制成）。振动的本征频率和本征向量被发现与周期性的边界和N=（500，2048，和6980）原子模型的精确对角化。我们分析了简正模的态密度、迁移率边和键拉伸特性。与Grest、Nagel和Rahman的旧工作一致，上7%的模是局域的，其余的是离域的。我们发现除了本征频率外，模不能用任何性质或量子数来区分。更具体地，在给定的窄频率间隔中，所有模式是全局相同的。例如，横向或纵向特征消失了。
2003-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Pressure dependence of atomic dynamics in barocaloric ammonium sulfate: II. Vibrations
硫酸铵是一种巨大的逆压热材料，价格便宜，可在商业上获得。开发其在冷却应用中的潜力需要了解驱动熵变化的机制。本文报道用非弹性中子散射和密度泛函理论研究在温度和压力条件下的声子。我们发现实验和计算结果之间的良好协议。对熵变起关键作用的铵离子解离模式可以通过它们的负格吕奈森参数来识别。我们的研究结果将相变中的结构差异与原子动力学中的结构差异联系起来，提出了设计新的热材料的途径。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Advanced structural characterization of single-walled carbon nanotubes with 4D-STEM
针对单壁碳纳米管结构表征技术匮乏的问题，本研究利用4D-STEM结合快速像素探测器，实现低剂量高分辨率的手性、应变及缺陷分析，还探索了多层电子叠层成像的3D表征潜力。
2025-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Real-Space Visualization of Frequency-Dependent Anisotropy of Atomic Vibrations
本文提出利用暗场单色电子能量损失谱实现动量选择振动光谱，在钛酸锶中分辨出两类氧原子在60 meV上下相反的振动各向异性，为特定晶体格点声子本征矢量的实空间可视化开辟了新途径。
2023-12-04 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Atomic vibrations in disordered systems: Comparison of disordered diamond lattices and a realistic amorphous silicon model
力常数和位置无序已被引入到金刚石晶格模型中，试图模仿一个现实的非晶硅模型的振动特性。这两种类型的障碍本身都不足以模仿现实模型。通过比较这些模型的谱密度，它表明，这两种疾病的组合是一个更好的表示，但仍然不完全令人满意。拓扑无序在这些模型中进行了研究，通过重新编号的原子和检查的动力学矩阵图形。实际模型的动力学矩阵与位置无序晶格模型的动力学矩阵相似，这意味着两个系统中的短程有序是相似的。
2004-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Moiré-induced lattice reconstruction at buried atomic interfaces
University of Manchester（曼彻斯特大学）；National Graphene Institute, University of Manchester（国家石墨烯研究所，曼彻斯特大学）；Diamond Light Source（英国钻石光源）；University of Oxford（牛津大学）；Henry Royce Institute for Advanced Materials（亨利·罗伊斯先进材料研究所）
本研究利用多切片电子叠层成像术，解析厚过渡金属二硫化物晶体间小角度扭曲菱面体埋入界面的晶格重构，发现外层抑制面外弯曲使面内重构强于三维模型预测，为多层莫尔体系研究提供结构基础。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals and applications of aberration corrected high resolution transmission electron microscopy in materials science
International Center for Materials Science, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research (JNCASR)（印度高级科学研究中心国际材料科学中心）
本文综述了 aberration corrected 高分辨率透射电子显微镜在材料结构表征中的基础原理与应用，涵盖像差校正、直接图像解释及相位对比成像等方法，探讨了其在原子尺度材料研究中的潜力。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Revealing subterahertz atomic vibrations in quantum paraelectrics by surface-sensitive spintronic terahertz spectroscopy
本研究开发表面敏感的自旋电子太赫兹光谱，探测量子顺电体KTaO3和SrTiO3的表面TO1声子动力学，发现其偏离体性质，对界面超导和铁电性有重要意义。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and Vibrations of the Vicinal Copper (211) Surface
本文用平面波赝势方法对Cu（211）表面的表面弛豫和晶格动力学进行了第一性原理研究。我们发现大的原子弛豫的前几个原子层附近的台阶边缘在这个表面上，和大量的步骤引起的表面谐波力常数重整化。我们利用这些结果研究了平衡态结构周围的谐波涨落，发现了三个新的阶跃特征。这些结果与以前的理论工作和weith使用非弹性He散射的实验研究的比较报告。
1997-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and correlated atomic motion from the atomic pair distribution function
利用原子对分布函数（PDF）研究了晶体中原子对运动的均方相对位移（MSRD）随原子对距离和温度的变化。晶格振动对PDF峰宽的影响采用多参数Born von-Karman（BvK）力模型和单参数Debye模型来模拟。这些结果进行了比较，实验确定的PDF。我们发现，近邻原子的运动是强相关的，这种相关性的程度取决于原子间的相互作用和晶体结构。这些结果表明，正确考虑晶格振动对PDF峰宽的影响对于提取合金等无序系统中静态无序的信息非常重要。PDF峰宽的BvK模型计算和实验确定的峰宽之间获得良好的协议。德拜模型成功地解释了原子对运动的MSRD的平均性质，虽然不是详细的，只有一个参数。德拜模型的温度依赖性也与BvK模型的预测基本一致。因此，德拜模型提供了一个简单的描述的晶格振动的PDF峰宽的影响。
2002-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Glassy atomic vibrations and blurry electronic structures created by local structural disorders in high-entropy metal telluride superconductors
这项工作的动机是我们最近观察到的高熵（HE）超导体Ag 0.2In 0.2Sn 0.2Pb 0.2Bi 0.2Te（CsCl型）的超导电性对外部压力的鲁棒性。Ag_（0.2）In_（0.2）Sn_（0.2）Pb_（0.2）Bi_（0.2）Te的超导转变温度（Tc）随压力的变化几乎是恒定的，说明了超导性对压力的鲁棒性，而混合构型熵为零的PbTe的Tc随压力的变化明显减小。在这里，我们研究了原子位移参数（Uiso），原子振动特性，和金属碲化物（MTe）的电子态与各种构型混合熵（DSMix）在M网站。M位的Uiso通过具有DSmix > 1.1R的M位合金化而明显增加，这是通过三种或更多种M元素的溶解增加DSmix而引入的局部无序的证据。当DSmix > 1.1R时，显示的振动态密度（DOS）显示出明显的展宽，这表明具有NaCl型结构（低压相）的HEMTe中原子振动的玻璃态特征。在CsCl型（高压）相的电子状态上，观察到Tc的鲁棒性，随着DSmix的增加出现模糊的电子能带结构，这表明具有CsCl型结构的HE MTe中模糊（玻璃态）电子状态的演变。在费米能的估计电子DOS不能解释的变化时，假设传统的电子-声子超导性，但传统的解释似乎适用于碲化铅。因此，当DSmix > 1.1R时，MTe中的配对机制受到MTe中玻璃态声子和/或模糊电子态的影响，超导性的稳定性可能源于独特的电子-声子耦合。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
