通过超快电子显微镜观察黑磷膜中的振动动力学

《The Journal of Physical Chemistry Letters》：Vibrational Dynamics in Black Phosphorus Membranes Visualized by Ultrafast Electron Microscopy

超快电子显微镜动态揭示黑磷薄膜受激光激发后呈现温度依赖的全局弯曲振动模式，相位差π，说明振动非局部耦合，皱纹区域晶格畸变调控电子束相对取向，为温度敏感型纳米机电系统开发提供新机制。

　　

在超快电子显微镜（UEM）中，光诱导的电子显微图像中的时间变化为理解物理和化学过程提供了关键线索。然而，相关对比度动态的微观起源仍需进一步研究。在此，我们采用了频闪UEM技术和逐像素图像分析方法，研究了悬浮黑磷（BP）膜在飞秒激光激发下的振荡弯曲动态。在不同温度下的实验表明，对比度振荡仅发生在膜褶皱处，并且在整个膜上呈现出两种频率，且随着温度降低这些频率会增大。统计分析显示，振荡相位集中在两个相差π的值附近。我们的研究结果表明，这种现象属于整体膜振动，而非耦合的局部模式。褶皱处的周期性晶格畸变改变了局部晶体相对于电子束的方向，从而导致了时间依赖的对比度变化。这项工作为分析复杂系统中的对比度动态提供了清晰的框架，有助于推动基于黑磷的温敏纳米机电系统（NEMS）应用的发展。