经过Rolf EastoJun 9 2022由Rolf Easto审查
在研究热电电子涉及的材料的基本特性和计算机技术时，工程师面临着挑战。欧洲杯足球竞彩在许多情况下，目标太小，无法使用光学仪器看到。
Xiaoqing Pan, UCI professor of materials science and engineering and physics, Henry Samueli Endowed Chair in Engineering, and director of the Irvine Materials Research Institute is seated next to IMRI’s Nion Ultra Scanning Transmission Electron Microscope. The instrument was used to make atomic-scale observations of phonon interactions in crystals, the subject of a new paper in Nature. Image Credit: Steven Zylius/University of California Irvine.
With the help of cutting-edge electron microscopes and novel methods, a research team at the加利福尼亚大学尔湾，马萨诸塞州理工学院和其他机构在原子分辨率中发现了一种映射声子的方法 - 晶格晶格的振动。这可以更深入地了解热量通过电子组件中的量子点和工程纳米结构传播的方式。
为了检查声子如何通过晶体中的缺陷和界面分布，科学家使用振动电子能量损失光谱镜头探测了硅胶单个量子点旁边的动态行为2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩UCI校园的材料研究所。结果发表在自然杂志。
“我们开发了一种新颖的技术，用原子分辨率差异地绘制了声子矩，这使我们能够观察到仅在界面附近存在的非平衡声子UCI材料科学与工程与物理学教授，亨利·塞缪尔（Henry Samueli）工程主席和IMRI主任材料欧洲杯足球竞彩科学，欧洲杯线上买球工程与物理学教授，IMRI董事。
潘补充说：“这项工作标志着该领域的重大进步，因为这是我们第一次能够直接证明扩散和镜面反射之间的相互作用很大程度上取决于详细的原子结构。”
Pan feels that, at the atomic scale, heat is transported in solid materials as a wave of atoms that have been moved from their equilibrium position as heat shifts away from the thermal source.
在保持有序的原子结构的晶体中，这些波被称为声子：原子位移的波盒倾向于携带等于其振动频率的热能。
该团队利用晶晶和硅的合金能够研究量子点和环绕硅之间的界面和量子元素之间的界面，在量子点之间的界面以及量子形的圆顶表面附近点纳米结构本身。
我们发现Sige合金提出了一个构成无序的结构，阻碍了声子的有效传播。Because silicon atoms are closer together than germanium atoms in their respective pure structures, the alloy stretches the silicon atoms a bit. Due to this strain, the UCI team discovered that phonons were being softened in the quantum dot due to the strain and alloying effect engineered within the nanostructure。
Xiaoqing Pan, Study Co-Author and Professor, Materials Science and Engineering and Physics, University of California–Irvine
Pan补充说，软化的声子由较少的能量组成，这意味着每个声子都携带较少的热量，从而降低了导热率。振动的软化是热电设备倾向于阻碍热量的几种机制之一。
One of the main results of the project was the development of a new method for mapping the direction of the thermal carriers in the material.
这类似于计算多少个声子向上或下降并取得差异，表明它们的主要传播方向。This technique allowed us to map the reflection of phonons from interfaces。
Xiaoqing Pan, Study Co-Author and Professor, Materials Science and Engineering and Physics, University of California–Irvine
电子工程师已经成功地将电子设备的组件和结构取得了成功，以至于他们目前已经达到了十亿米的订单。与可见光的波长相比，这要小得多，因此这些结构对光学方法看不见。
“纳米工程的进展超过了电子显微镜和光谱的进步，但是通过这项研究，我们开始了追赶的过程潘（UCI）小组的研究生Chaitanya Gadre表示。
这项研究可能受益的领域是热电学（将热量转化为电力的材料系统）。
“热电学技术的开发商努力设计障碍热传输或促进电荷流的材料，以及原子水平的了解如何通过嵌入的固体传输，因为它们通常是故障，缺陷和欧洲杯足球竞彩缺陷，都将有助于此任务中的任务UCI物理与天文学教授Ruqian Wu说。
人类活动产生的能量的70％以上是热量，因此我们必须找到一种将其回收为可用形式的方法。
Xiaoqing Pan, Study Co-Author and Professor, Materials Science and Engineering and Physics, University of California–Irvine
麻省理工学院基础能源科学局和国家科学基金会在此研究项目中也包括在财务上，MIT机械工程学教授Gang Chen；欧洲杯线上买球台湾国立大学材料科学与工程学教授Sheng-Wei Le欧洲杯足球竞彩e；欧洲杯线上买球以及材料科学与工程学博士后学者Xingxu Yan。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
期刊参考：
Gadre，C。A.，等。（2022）电子显微镜对声子动力学的纳米级成像。自然。doi.org/10.1038/s41586-022-04736-8。
Source:https://uci.edu/