1、 当受到应力和应变时，材料会表现出各种特性。通过使用声波，科学家们已经开始探索晶体材料中的基本应力行为，这可能构成量子信息技术的基础。这些技术涉及可以同时对多种状态的信息进行编码的材料，因此可以进行更高效的计算。

2、 美国能源部阿贡国家实验室和芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的研究人员有了新发现，科学家们利用x光观察了碳化硅晶体在发出声波时的空间变化。用力掩盖缺陷。这项工作是基于最近的一项早期研究，在这项研究中，研究人员观察到，当材料也受到应变时，缺陷电子的自旋状态会发生变化。

3、 因为这些缺陷在晶体中被很好地隔离，它们可以作为单分子态和量子信息的载体。当缺陷附近捕获的电子在自旋状态之间变化时，它们以光子的形式发射能量。根据电子的状态，它们通过一种叫做自旋相关读取的技术发射或多或少的光子。

4、 在实验中，研究人员试图评估用于在晶格缺陷上产生应变的声能和由发射光子指示的自旋跃迁之间的关系。当晶体中的缺陷自然发出荧光时，额外的应变会导致电子的自旋改变状态，从而导致自旋状态的相干操纵，这可以通过光学方法来测量。

5、 “我们希望看到声音应变和光响应之间的耦合，但要确切知道它们之间的耦合，就需要知道要施加多大的应变并获得更多的光学响应。《阿贡纳米科学家》的主要作者马丁霍尔特说。

6、 用于产生声波的电极宽度约为5微米，比缺陷本身大得多，缺陷由两个缺失的原子组成，称为原子空位复合体。声波交替推动和拉动缺陷，使缺陷变形，从而使电子改变自旋。

7、 为了表征晶格和缺陷，阿贡研究人员使用了由美国能源部科学用户设施办公室纳米材料中心和先进光子源(APS)联合运营的硬X射线纳米探针束线。霍尔特和他的同事可以通过一种叫做频闪布拉格光栅显微镜的新技术，在整个应变周期的许多不同点对缺陷周围的晶格进行成像。

8、 阿尔贡材料科学家、PME研究员约瑟夫赫里曼斯说：“我们感兴趣的是如何利用声波操纵原始自旋状态，以及如何利用空间中的X射线绘制应变力学。”研究。

9、 霍尔特补充说：“x光精确地测量了晶格畸变。”

10、 闪光布拉格衍射包括使声波频率与APS存储环中的电子脉冲频率同步。霍尔特说，通过这种方式，研究人员基本上可以及时“冻结”海浪。通过这种方式，他们可以创建一系列图像，显示网格在波的每个点所经历的应变。

11、 霍尔特说：“这就像在池塘里荡漾，它可以在池塘的某个地方发光。”“你会看到峰谷运动和谷峰运动。”

12、 赫里曼斯补充道：“我们正通过晶体直接成像声音足迹。”“声波使晶格弯曲，我们可以精确地测量晶格在特定时间点通过晶格的特定点弯曲的程度。”

13、 霍尔特说，通过频闪布拉格衍射，科学家可以确定动态应变和缺陷量子行为之间的直接关系。在碳化硅中，这种关系很容易理解，但在其他材料中，这种技术可以揭示应变和其他性能之间惊人的关系。

14、 霍尔特说：“这项技术为我们提供了一种发现许多系统中行为的方法，但我们对这些行为没有很好的分析预测。”

15、 “这项研究结合了领先学术机构的专业知识和国家实验室的先进仪器，开发了一种在原子尺度上检测物质的新技术，从而揭示了声波控制半导体量子技术的能力。”阿贡高级科学家、PME利乌分子工程家族教授大卫奥沙洛姆是这项研究的合著者。

16、 7月29日，基于该研究的论文发表在在线版《自然通讯》上，“动态应变和固体缺陷的光致发光与频闪X射线衍射显微镜有关”。