I materiali 2D sono una classe di materiali spessi un atomo e hanno suscitato un notevole interesse grazie alle loro proprietà uniche e alle potenziali applicazioni nell'elettronica, nell'optoelettronica e nello stoccaggio dell'energia. Tuttavia, una delle sfide con i materiali 2D è che spesso sono molto sensibili ai cambiamenti di temperatura e le loro proprietà possono cambiare in modo significativo se riscaldati.
La capacità di misurare con precisione l'espansione termica dei materiali 2D è importante per comprenderne il comportamento in diverse condizioni di temperatura e per progettare dispositivi che incorporano questi materiali. La nuova tecnica sviluppata dai ricercatori del NIST e dell'Università del Maryland fornisce un modo per misurare l'espansione termica dei materiali 2D con elevata precisione e risoluzione spaziale.
Il microscopio a termoespansione nano-Raman funziona concentrando un raggio laser su un campione di materiale 2D e misurando lo spostamento nello spettro Raman man mano che il campione viene riscaldato. Lo spostamento nello spettro Raman è correlato all'espansione del materiale e può essere utilizzato per calcolare il coefficiente di dilatazione termica.
I ricercatori hanno utilizzato il microscopio a termoespansione nano-Raman per misurare l’espansione termica di diversi materiali 2D, tra cui grafene, disolfuro di molibdeno e disolfuro di tungsteno. Hanno scoperto che i coefficienti di dilatazione termica di questi materiali sono significativamente più alti di quelli dei materiali sfusi. Questo perché i materiali 2D hanno una densità inferiore e legami interatomici più deboli, che li rendono più suscettibili all’espansione termica.
La nuova tecnica sviluppata dai ricercatori del NIST e dell'Università del Maryland fornisce un prezioso strumento per studiare le proprietà termiche dei materiali 2D. Queste informazioni sono importanti per comprendere il comportamento di questi materiali in diverse condizioni di temperatura e per progettare dispositivi che incorporano questi materiali.
