熱膨張係数の正確な測定は、2D材料の機械的および電子的特性を理解し、これらの材料に基づいてデバイスを設計するために不可欠です。厚さがわずかな原子しかない2D材料は、高強度、柔軟性、電気伝導性など、独自の特性により大きな関心を集めています。ただし、2D材料の熱膨張は、サイズが小さいため、熱伝導率が低いため、測定するのが困難です。
新しいナノラマン熱弾性分光法技術は、集中したレーザービームを使用して2D材料の小さな領域を加熱し、ラマンスペクトルの結果として生じるシフトを測定することにより、これらの課題に対処します。ラマンスペクトルのシフトは、材料の熱膨張に直接関係しています。この手法により、厚さ数ナノメートルの材料であっても、高精度で2D材料の熱膨張係数を正確に測定できます。
研究者は、炭素ベースの2D材料である単層グラフェンの熱膨張係数を測定することにより、新しい技術を実証しました。グラフェンの測定された熱膨張係数は、理論的予測と以前の実験結果と非常に一致しています。これは、新しい手法の精度と信頼性を示しています。
ナノラマンの熱弾性分光法技術は、遷移金属ジチャルコネイド、窒化窒化ホウ素、ホスホレンなど、広範囲の2D材料に使用できる可能性があります。この手法により、研究者はこれらの特性を利用する2D材料と設計デバイスの熱特性をよりよく理解することができます。
