美国马里兰大学研究团队在《科学》杂志上发表突破性研究，首次拍摄到单个原子的热振动显微图像，捕捉到量子材料中热运动的原子层面“指纹”。他们运用“电子拼图术”新技术，实现了优于15皮米的超高分辨率，并揭示了一种名为“莫尔相位振子”的运动形式，该形式主导了扭曲二维材料中的热振动行为。这项研究不仅证实了理论预测，也为理解和应用二维材料提供了关键实验证据，有望彻底改变超薄电子器件的设计理念，并为量子计算、节能电子器件等领域带来革新。

⚛️ **原子级热振动成像与“莫尔相位振子”的发现**：研究团队首次利用“电子拼图术”这一高分辨率技术（优于15皮米），成功拍摄到单个原子热振动的显微图像，并捕捉到量子材料中热运动留下的原子层面“指纹”。更重要的是，他们揭示并证实了一种此前未被实验证实的运动形式——“莫尔相位振子”，该现象在扭转角度不同的二维材料中存在，并被证明是主导这些材料热振动行为的关键。

🔬 **“电子拼图术”技术突破与应用前景**：“电子拼图术”这项新技术的应用，使得科学家能够以前所未有的高分辨率直接观察到由热振动引起的原子图像模糊。这标志着实验技术在原子级热振动成像方面取得了重大进展，解决了长期以来由于实验手段限制而难以直接探测“莫尔相位振子”的难题。这项技术为深入理解二维材料提供了强有力的工具。

💡 **颠覆性研究对超薄电子器件设计的影响**：该研究发现“莫尔相位振子”从根本上改变了科学界对扭曲二维材料中热振动行为的理解。这种对原子尺度热运动的深入洞察，预示着超薄电子器件的设计方式可能面临革新。通过调控材料的热振动特性，未来有望设计出在热、电、光性能上实现定制化、更优化的新型器件。

🚀 **二维材料的未来发展与研究方向**：这项研究不仅证实了理论界的预测，也为二维材料的研究开辟了新道路。未来的研究将聚焦于探索缺陷和界面如何影响量子与电子材料中的热振动行为。理解并掌握这些因素，将有助于推动量子计算、节能电子器件、纳米传感器等前沿技术领域的进一步发展和突破，为电子工业的进步注入新动力。

有望改变超薄电子器件设计方式

    科技日报北京7月28日电 （记者张佳欣）据最新一期《科学》杂志报道，美国马里兰大学研究团队在探索原子尺度现象对下一代电子与量子器件的影响时，首次拍摄到了单个原子的热振动显微图像，捕捉到量子材料中热运动在原子层面留下的“指纹”，并揭示出一种此前未被实验证实的运动形式“莫尔相位振子”。该研究有望改变超薄电子器件的设计方式。

    二维材料是一类厚度仅为几纳米的片状结构，正被研究用于发展下一代量子和电子器件。在扭转角度不同的二维材料中，存在一种被称为“莫尔相位振子”的物理现象，对于理解这些材料的热导性、电子行为和结构有序性至关重要。然而，由于实验手段的限制，“莫尔相位振子”一直难以被直接探测，阻碍了对这类前沿材料更深入的理解与应用。

    为了解决这一难题，研究团队采用了一种名为“电子拼图术”的新技术，实现了目前记录在案的最高分辨率（优于15皮米），并首次检测到因热振动引起的原子图像模糊。这项研究表明，空间局域化的“莫尔相位振子”主导了扭曲二维材料中的热振动行为，从根本上改变了科学界对其作用方式的理解。

    这项突破性研究不仅证实了理论界长期以来对“莫尔相位振子”的预测，也展示了电子拼图术具备原子级热振动成像能力，而这是此前实验技术难以企及的目标。

    研究人员表示，这就像是破译了原子运动的隐藏语言。电子拼图术让科学家得以直接观察二维量子材料的微妙振动，推动了二维量子材料的研究与发现。

    接下来，研究团队将致力于揭示缺陷和界面如何影响量子与电子材料中的热振动行为。通过调控这些材料的热振动特性，科学家或可设计出热、电、光性能定制化的新型器件，为量子计算、节能电子器件以及纳米传感器等领域带来新突破。

【总编辑圈点】

    在电子器件领域，传统硅基技术正逼近摩尔定律极限，二维材料有望成为破局关键。凭借原子级厚度，许多二维材料拥有卓越的电学性能，在新一代电子器件中展现出巨大应用潜力。不过，二维材料相关研究方兴未艾，大量基础科学问题有待破解和深入探索。这类材料中存在的“莫尔相位振子”现象便是其中之一。借助前沿技术手段，逐步揭开二维材料神秘面纱，有望推动电子器件向更小巧、更高性能、更低能耗的方向发展。