原子振動波聲子的傳播決定了材料的熱學、力學、光電子輸運等重要特性。因此，對聲子色散（即振動能量對動量的依賴性）的了解是理解和優化材料行為與性質的重要手段。
然而，由于振動光譜學的實驗局限性，在過去的十年間對二維材料（如石墨烯）的獨立單層的聲子色散及其局部變化一直進展緩慢。盡管電子能量損失譜（EELS）在最近已經被證明可以探測局部振動電荷響應，但受限于其聚焦束的幾何結構，這種研究仍然受到動量空間積分的限制；同時材料的極性對其使用也造成了一定局限，如氮化硼存在由強偶極子矩引起的巨大信號。另一方面，通過非彈性X射線（中子）散射光譜或EELS在反射中對石墨烯進行的測量則沒有任何空間分辨率。
在本文中，日本國家先進工業科技研究所的Kazu Suenaga等通過映射大動量轉移的不同振動模式將確定聲子色散到一個獨立的單層石墨烯上。他們用密度泛函微擾理論精確地重復和解釋了實驗所測得的散射強度。此外，使用石墨烯納米帶結構對選定的動量分辨振動模式進行納米尺度映射能夠在空間上分離體積、邊緣和表面等多種不同振動模式。該結果證明了在納米尺度上研究二維單層材料的局部振動模式的可行性。
參考文獻：
Ryosuke Senga, Kazu Suenaga et al, Position and momentum mapping of vibrations in graphene nanostructures, Nature, 2019
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1477-8
