原位振动EELS技术

亚纳米声子成像

首次实现跨界面声子输运的亚纳米分辨原位观测，直接揭示界面声子非平衡分布与热阻起源

Fachen, Liu · Ruilin, Mao · 刘志强 · Du, Jinlong · Peng, Gao

Nature 2025

参数信息

界面温降尺度

2 nm

AlN光学声子模式温度变化范围

3 nm

技术优势

直接测热阻

跨界面约2 nm内的陡峭温度降被直接测出，由此可直接提取相对界面热阻，无需依赖间接拟合。

看得见非平衡声子

在界面附近直接成像非平衡声子占据，发现正向和反向热流下界面声子模式占据数不同，揭示界面模式参与的非弹性声子散射机制。

亚纳米分辨成像

实现亚纳米分辨率的温度梯度和声子分布成像，使界面近场（约3 nm内）的声子模式温度变化得以测量。

应用场景

• 纳米热测量：提供亚纳米分辨的温度和声子分布测量，可作为纳米尺度热测量的新手段。
• 半导体热管理：直接观测界面热阻根源，为高功率密度器件的热管理提供设计依据。
• 界面热阻表征：通过直接测量界面温降提取相对界面热阻，替代传统的间接表征方法。
• 声子输运成像：实现界面附近非平衡声子占据的成像，揭示声子输运的微观机制。