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更新时间:2026-01-28
声子谱(phonon spectrum)是描述固体中晶格振动能量与动量关系的物理量,反映材料的热学及动力学特性。该术语于2011年由《材料科学技术名词》正式确立,对应点阵振动的频率-波矢依赖关系
声子谱通过色散曲线表征不同动量对应的声子能量分布,其计算方法包括冻结声子法和
。研究表明声子谱可揭示材料的热导率变化、电子-声子耦合效应以及拓扑特性,其中拓扑声子具有非平庸陈数和非零角动量特性。实验技术如二维成像高分辨电子能量损失谱仪已实现三维声子谱全域测量
基础理论,近期进展包括外尔声子模式的发现、量子扭曲显微镜在声子色散测量中的应用
。范德瓦尔斯材料中的声子调控研究表明声子谱展宽会增强多声子散射,抑制晶格热传导
材料科学技术(一级学科),材料科学技术基础(二级学科),材料科学基础(三级学科),材料物理及化学基础(四级学科)
随着高能非弹性中子散射谱仪等先进仪器的研发,声子谱的应用场景已拓展至高温超导机理研究、高性能热电材料设计及生物医药分子动态观测等前沿领域。
相关应用依托高能非弹性中子散射谱仪实现,该仪器通过探测中子与物质非弹性碰撞后的能量变化,在动量与能量空间解析声子谱等动力学性质。
。通过中子散射技术,如非弹性中子散射谱仪可以测量声子谱,记录原子振动、旋转及传递能量的微观过程,并用于确定材料内部磁性原子关联强度。