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美国加州大学欧文分校的研究人员联合国际合作团队，开发出了一种新的电子显微镜方法，实现了首次在原子尺度上对特定方向的振动（声子）进行成像。在于日前发表在《自然》上的论文中，该研究团队详细介绍了其动量选择性电子能量损失谱（momentum-selective EELS）技术的原理，及其揭示功能性材料基本晶格动力学的能力。在该研究中，他们利用这一EELS显微镜系统对钛酸锶和钛酸钡这两种钙钛矿氧化物进行了研究，发现它们在热电、光学、压电和铁电功能上存在差异。通过沿选定方向收集原子级的振动信号，研究人员观察到这两种材料的声学和光学声子的各向异性行为存在明显差异。据悉，这项工作为进一步研究关键的声子相关现象打开了大门，包括铁电相变、铁电性的起源以及氧位点在高温超导体中塑造电子-声子相互作用中的作用。