2D-material är en klass av material som är en atoms tjocka och har väckt stort intresse på grund av sina unika egenskaper och potentiella tillämpningar inom elektronik, optoelektronik och energilagring. En av utmaningarna med 2D-material är dock att de ofta är mycket känsliga för temperaturförändringar, och deras egenskaper kan förändras avsevärt vid uppvärmning.
Förmågan att noggrant mäta den termiska expansionen av 2D-material är viktig för att förstå deras beteende under olika temperaturförhållanden och för att designa enheter som innehåller dessa material. Den nya tekniken som utvecklats av forskare från NIST och University of Maryland ger ett sätt att mäta den termiska expansionen av 2D-material med hög precision och rumslig upplösning.
Nano-Raman termoexpansionsmikroskopet fungerar genom att fokusera en laserstråle på ett 2D-materialprov och mäta skiftningen i Raman-spektrumet när provet värms upp. Förskjutningen i Raman-spektrumet är relaterad till materialets expansion och kan användas för att beräkna den termiska expansionskoefficienten.
Forskarna använde nano-Raman termoexpansionsmikroskop för att mäta den termiska expansionen av flera 2D-material, inklusive grafen, molybdendisulfid och volframdisulfid. De fann att de termiska expansionskoefficienterna för dessa material är betydligt högre än för bulkmaterial. Detta beror på att 2D-material har en lägre densitet och svagare interatomära bindningar, vilket gör dem mer mottagliga för termisk expansion.
Den nya tekniken som utvecklats av forskare från NIST och University of Maryland ger ett värdefullt verktyg för att studera de termiska egenskaperna hos 2D-material. Denna information är viktig för att förstå beteendet hos dessa material under olika temperaturförhållanden och för att designa enheter som innehåller dessa material.
