{"id":301749,"date":"2025-07-29T00:37:10","date_gmt":"2025-07-29T00:37:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/301749\/"},"modified":"2025-07-29T00:37:10","modified_gmt":"2025-07-29T00:37:10","slug":"waermeschwingung-einzelner-atome-enthuellt-physiker-zeigen-erstmals-die-vibration-einzelner-atome-in-einem-2d-material","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/301749\/","title":{"rendered":"W\u00e4rmeschwingung einzelner Atome enth\u00fcllt – Physiker zeigen erstmals die Vibration einzelner Atome in einem 2D-Material"},"content":{"rendered":"

Zweilagiges Wolframselenid als Testobjekt<\/p>\n

F\u00fcr ihr Experiment nutzten Huang, Erstautor Yichaoe Zhang und ihr Team zwei einlagige Wolframselenid-Schichten (WSe2), die im Winkel von 1,7 Grad aufeinanderlagen. \u201eIm ersten Schritt untersuchten wir diese Probe mittels Dunkelfeld-Transmissions-Elektronenmikroskopie, um die Moir\u00e9-Struktur zu lokalisieren\u201c, erkl\u00e4ren die Physiker. Dann nutzten sie die Elektronen-Ptychografie, um die Vibrationsmuster der einzelnen Atome anhand ihrer Form und Gr\u00f6\u00dfe sichtbar zu machen.<\/p>\n

\u201eWir erreichen damit eine so hohe Aufl\u00f6sung, dass wir sehen k\u00f6nnen, wie die Vibrationen die Atome verschwimmen lassen\u201c, erkl\u00e4rt Huang. \u201eDiese Bewegungen sind winzig, aber durch diese Methode k\u00f6nnen wir uns jedes einzelne Atom ansehen und feststellen, wie stark es sich durch W\u00e4rme bewegt.\u201c
\n\"schwingende<\/a>In dieser Ptychografie-Aufnahme wurden die Atome je nach St\u00e4rke ihrer W\u00e4rmeschwingungen eingef\u00e4rbt. Orange kennzeichnet st\u00e4rkere Vibration, bl\u00e4u schw\u00e4chere. Die H\u00e4ufung der orangefarbenen Punkte enth\u00fcllt eine Phason-Gitterschwingung.\u00a9 Yichao Zhang und Pinshane Huang\n<\/p>\n

Bewegungen von tausendstel Nanometern<\/p>\n

Und tats\u00e4chlich: Die Ptychografie machte die Bewegungen einzelner Wolfram-Atome und das Ausma\u00df ihrer W\u00e4rmeschwingungen sichtbar. Erkennen lie\u00df sich dies an der Form und Unsch\u00e4rfe der einzelnen Atome in den resultierenden Bildern. Diesen Daten zufolge schwingen die Wolfram-Atome im zweilagigen Wolframselenid bei Raumtemperatur je nach Position um 5,8 bis 6,8 Pikometer \u2013 das entspricht 0,0058 bis 0,0068 Nanometern.\n<\/p>\n

\u201eDamit haben wir jetzt quasi die Geheimsprache der Atombewegungen dekodiert\u201c, sagt Zhang. \u201eDie Elektronenptychografie zeigt uns erstmals diese subtilen Vibrationen direkt.\u201c Die direkte Messung solcher atomaren W\u00e4rmeschwingungen ist ein gro\u00dfer Fortschritt f\u00fcr die Mikroskopie im Bereich des Allerkleinsten. \u201cWenn wir uns ein Atom nach dem anderen anschauen und messen, wie ihre Vibrationen auf W\u00e4rme reagieren, gibt uns dies fundamentale Einblicke\u201c, sagt Huang.\n<\/p>\n

Die neue Methode k\u00f6nnte aber auch ganz praktischen Nutzen haben und beispielsweise dabei helfen, die thermischen Eigenschaften von Materialien gezielt zu verbessern.<\/p>\n

Erster experimenteller Nachweis von Phasonen<\/p>\n

Die Aufnahmen enth\u00fcllten auch, dass sich das Ausma\u00df der Atomschwingungen je nach Position im Materialgitter unterscheidet. Dadurch entstehen \u00fcbergeordnete Schwingungsmuster, die den zuvor theoretisch postulierten Phasonen solcher 2D-Materialien entsprechen. \u201eUnser Experiment zeigt, dass Phasonen die thermischen Vibrationen der Moir\u00e9-Strukuren dominieren\u201c, schreiben die Physiker.\n<\/p>\n

Dies liefert den experimentellen Beleg f\u00fcr diese bisher hypothetische Klasse von Gitterschwingungen. Huang und sein Team haben demnach erstmals die Phasonen eines 2D-Moir\u00e9-Materials direkt sichtbar gemacht. \u201eDiese Ergebnisse repr\u00e4sentieren einen vielversprechenden Weg, um thermische Schwingungen in atomarer Aufl\u00f6sung abzubilden \u2013 und er\u00f6ffnet uns die Chance, den bisher verborgenen Zweig der Moir\u00e9-Phonon-Physik experimentell zu erforschen\u201c , konstatieren die Physiker. (Science, 2025; doi: 10.1126\/science.adw7751<\/a>)\n<\/p>\n

Quelle: University of Illinois, University of Maryland
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29. Juli 2025\t
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\n\t – Nadja Podbregar<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Zweilagiges Wolframselenid als Testobjekt F\u00fcr ihr Experiment nutzten Huang, Erstautor Yichaoe Zhang und ihr Team zwei einlagige Wolframselenid-Schichten…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":301750,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[137],"tags":[87646,87647,29,30,141,87648,232,87649,87650,595,87651,87652,87653],"class_list":{"0":"post-301749","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-gesundheit","8":"tag-atome","9":"tag-atomschwingung","10":"tag-deutschland","11":"tag-germany","12":"tag-gesundheit","13":"tag-gitterschwingung","14":"tag-health","15":"tag-moire","16":"tag-phason","17":"tag-physik","18":"tag-vibration","19":"tag-waermeschwingung","20":"tag-wolframselenid"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/114933730232432898","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/301749","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=301749"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/301749\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/301750"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=301749"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=301749"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=301749"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}