原子振动波声子的传播决定了材料的热学、力学、光电子输运等重要特性。因此，对声子色散（即振动能量对动量的依赖性）的了解是理解和优化材料行为与性质的重要手段分。然而，由于振动光谱学的实验局限性，在过去的十年间对二维材料（如石墨烯）的独立单层的声子色散及其局部变化一直进展缓慢。尽管电子能量损失谱（EELS）在最近已经被证明可以探测局部振动电荷响应，但受限于其聚焦束的几何结构，这种研究仍然受到动量空间积分的限制；同时材料的极性对其使用也造成了一定局限，如氮化硼存在由强偶极子矩引起的巨大信号。另一方面，通过非弹性X射线（中子）散射光谱或EELS在反射中对石墨烯进行的测量则没有任何空间分辨率。
在本文中，日本国家先进工业科技研究所的Kazu Suenaga等通过映射大动量转移的不同振动模式将确定声子色散到一个独立的单层石墨烯上。他们用密度泛函微扰理论精确地重复和解释了实验所测得的散射强度。此外，使用石墨烯纳米带结构对选定的动量分辨振动模式进行纳米尺度映射能够在空间上分离体积、边缘和表面等多种不同振动模式。该结果证明了在纳米尺度上研究二维单层材料的局部振动模式的可行性。
Ryosuke Senga, Kazu Suenaga et al, Position and momentum mapping of vibrations in graphene nanostructures, Nature, 2019
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