可送检的样品类型与对应检测项目

样品类型 典型应用场景 主要检测项目 常用方法 / 参考
热电材料 Bi2Te3基合金、SnSe、GeTe、Cu2Se温差发电与制冷器件的ZT值优化 声子色散关系、声子态密度、声子群速度、格里内森参数、晶格热导关联分析 非弹性中子散射结合DFT-DFPT第一性原理计算
锂电电极材料 LiCoO2、三元NCM、石墨与硅碳负极的晶格稳定性与循环机理研究 光学声子模频率、拉曼线宽与声子寿命、嵌锂态振动模演变、动力学稳定性判据 共聚焦显微拉曼光谱、非弹性中子散射
半导体晶体与外延膜 Si、GaN、SiC、金刚石的声子限域、应力应变分析与热管理设计 拉曼活性光学模、TO/LO劈裂、声子色散、声速、德拜温度 共聚焦显微拉曼、非弹性X射线散射（IXS）
钙钛矿与相变材料 BaTiO3、SrTiO3、卤化物钙钛矿的铁电软模与相变动力学研究 软模频率-温度关系、声子线宽演变、有序-无序转变振动特征 远红外FTIR光谱、THz时域光谱、变温拉曼
结构陶瓷与热障涂层 YSZ热障涂层、氧化铝、高熵陶瓷的热导率调控与抗热震评价 声子态密度、声子群速度、缺陷散射率、非谐性评估 非弹性中子散射、激光闪光法热扩散数据关联
催化剂与功能粉体 CeO2、TiO2、MoS2的表面声子与载流子-声子耦合研究 表面振动模、局域振动模（LVM）、峰位偏移与缺陷浓度关联 显微拉曼光谱、非弹性中子散射
低维与纳米材料 石墨烯、碳纳米管、MoS2等二维材料的层间耦合与界面热导研究 层间剪切模与呼吸模频率、层数指纹峰、声子散射通道分析 低波数共聚焦拉曼（50cm⁻¹起）、偏振拉曼

检测项目

1. 声子色散关系：能量范围0-100meV（约0-800cm⁻¹），沿Γ-X-L-K高对称路径逐点测量

2. 声子态密度：总DOS与分元素投影PDOS，能量分辨率优于2meV

3. 光学声子模频率：拉曼位移50-8000cm⁻¹，光谱分辨率优于1cm⁻¹

4. 声子线宽与寿命：FWHM范围1-50cm⁻¹，对应声子寿命0.1-10ps

5. 声速与德拜温度：声学支斜率换算声速1000-10000m/s，德拜温度100-2000K

6. 动力学稳定性判据：全布里渊区声子频率扫描，无虚频（负频率）判定

检测范围

1. 热电材料：Bi2Te3、PbTe、SnSe、GeTe、Cu2Se等块体与薄膜

2. 半导体晶体：Si、Ge、GaN、SiC、金刚石等单晶与外延层

3. 电极材料：LiCoO2、三元NCM、磷酸铁锂、石墨、硅碳负极等

4. 钙钛矿材料：BaTiO3、SrTiO3、CsPbBr3等陶瓷与单晶

5. 结构陶瓷：YSZ热障涂层、氧化铝、高熵陶瓷等致密或多孔体系

检测方法

1. 非弹性中子散射（飞行时间法与三轴谱仪法）：覆盖全布里渊区的声子色散与广义声子态密度测量，国际通行方法

2. 非弹性X射线散射（同步辐射IXS）：束斑微米级，适合微小单晶、薄膜与高压条件声子测量

3. 共聚焦显微拉曼光谱法：Γ点拉曼活性光学声子模、低波数层间模、变温与偏振测量

4. GB/T 21186-2007《傅立叶变换红外光谱仪》：远红外波段红外活性光学声子模测量（2026版将于2026年11月实施）

5. DFT-DFPT第一性原理计算（VASP、Quantum ESPRESSO、phonopy平台）：理论声子谱计算与实验结果互证

检测设备

1. 飞行时间非弹性中子散射谱仪：能量分辨率优于2%ΔE/E，中子波长0.1-5Å

2. 三轴中子谱仪（TAS）：能量扫描1-100meV，q分辨率0.01Å⁻¹

3. 高分辨非弹性X射线散射谱仪：能量分辨1.5-3meV，束斑20-30μm

4. 共聚焦显微拉曼光谱仪：532/633/785nm多激光器配置，拉曼位移50-8000cm⁻¹

5. 真空型傅里叶变换红外光谱仪：远红外波段4000-10cm⁻¹，分辨率0.2cm⁻¹

6. THz时域光谱仪：0.1-4THz，动态范围大于60dB

7. 激光闪光法热扩散仪：热扩散率0.01-1000mm²/s，测试温度室温-2000℃

8. 低温比热测量系统：2-300K温区，弛豫法精度±0.5%

9. 高压金刚石对顶砧装置：0-50GPa，可与显微拉曼、IXS联用

10. 第一性原理计算集群：VASP、Quantum ESPRESSO、phonopy计算平台