Các nhà khoa học phát hiện nguyên tử dao động có thể xuất hiện hoạt động mà không di chuyển

Các nhà khoa học tại Viện Max Planck ở Đức đã phát triển một phương pháp mô phỏng lượng tử mới để giải thích tốt hơn các hình ảnh quang phổ Raman tăng cường đầu nhọn (TERS), tiết lộ rằng các nguyên tử dao động có thể xuất hiện hoạt động mà không thực sự di chuyển nguyên tử. TERS, sử dụng một đầu kim loại sắc nhọn để tập trung ánh sáng laser và khảo sát dao động nguyên tử ở quy mô angstrom, cung cấp độ phân giải dưới nanomet để nghiên cứu các phân tử riêng lẻ và các khuyết tật trong vật liệu 2D. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng cách giải thích truyền thống về hình ảnh TERS như bản đồ trực tiếp của chuyển động nguyên tử là quá đơn giản vì phản ứng điện tử của bề mặt kim loại ảnh hưởng đáng kể đến tín hiệu. Sử dụng các mô phỏng lượng tử từ nguyên lý đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng các phương pháp lý thuyết phổ biến—như xử lý các phân tử một cách riêng lẻ hoặc xấp xỉ bề mặt bằng các cụm nhỏ—có thể dẫn đến những kết luận sai lệch. Kết quả của họ cho thấy sự che chắn điện tử của bề mặt kim loại có thể chi phối tín hiệu dao động, đặc biệt đối với các dao động vuông góc với bề mặt, trong khi các dao động trong mặt phẳng bị ảnh hưởng ít hơn. Hiểu biết này thách thức các giả định trước đây và nhấn mạnh rằng những điểm sáng nhất trong TERS