近日，我院王翔副教授、林楷强教授、任斌教授团队在二维半导体材料纳米尺度超低频声子研究领域取得新进展，相关成果以“Ultralow-frequency tip-enhanced Raman scattering discovers nanoscale radial breathing mode on strained 2D semiconductors”为题发表在Advanced Materials（DOI：10.1002/adma.202405433）。
周期性是声子、等离激元和磁振子等准粒子的基础。纳米尺度的局域应变、缺陷和不均匀性会打破周期性从而产生新的局域态。在纳米尺度上探究这些集体激发（准粒子），并探索在局域新边界条件下出现的新准粒子，对理解纳米材料的性质具有重要意义。二维范德华材料是创造新材料以及研究局域态的新兴的材料平台，特别是具有局域应变的二维半导体在作为量子发射体方面具有巨大潜力。虽然多种光谱技术和扫描探针显微镜技术已被用于研究二维材料的局域态，但是要研究纳米尺度应变对低频集体激发（准粒子）的影响仍极具挑战。
为此，团队通过发展针尖增强超低波数拉曼光谱技术（ULF-TERS）在纳米尺度下对单层、双层二维过渡金属硫族化合物半导体上的准粒子进行探究，在纳米气泡等局域应变区域发现了频率为12 cm-1左右类似于纳米管的径向呼吸模（Radial breathing mode）的新声子模式。通过纳米压痕技术以及纳米分辨ULF-TERS成像，揭示该新声子模式与二维材料局域曲率直接相关。这种超低频声子为研究纳米尺度应变提供了一种新方法，也为理解纳米尺度下的准粒子行为提供了新的见解。
单层MoSe2纳米气泡的超低波数针尖增强拉曼光谱成像
该研究工作在王翔副教授、林楷强教授、任斌教授的共同指导下完成。我院2023届博士毕业生曹茂丰和2024届博士毕业生彭小慧为文章共同第一作者。研究工作得到国家自然科学基金（22021001、22227802）、中德中心交流计划（M-0153）、中央高校基本科研业务费（20720220009、20720230009）的资助，以及固体表面物理化学国家重点实验室等支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202405433
