二维材料具有一些令人难以置信的特亚博网站下载性，可以提供全新的技术可能性——只要想想石墨烯及其在传感器技术和太阳能电池中的应用就知道了。然而，到目前为止，精确测量此类材料的极端内应力和应变一直是一项挑战。亚博网站下载
研究人员维也纳理工大学(维也纳TU)最近报道了测量这种变化的新方法，这种变化可以极大地改变二维材料的物理性质自然通讯．
这项新技术使研究人员能够在微观水平上精确地可视化——点对点——只有几个原子层厚的材料是如何通过简单的扭曲而改变其属性的。亚博网站下载
如果一种材料被压缩或拉伸，单个原子之间的距离会发生变化，而这种变化会影响材料的电子性能，这种现象已经在半导体技术中得到了利用。例如，硅晶体可以生长，使它们处于永久的内部机械应力之下。
由超薄层组成的二维材料具有更大的亚博网站下载潜力，维也纳工业大学电气工程和信息技术学院光子学研究所的Thomas教授Müller说:“一个晶体在断裂之前可能被拉伸1%。对于2D材料，1亚博网站下载0%或20%的变形是可能的。”,他说。
材料内部的变形和机械应力类型可以对其电子性能产生直接影响，这可能会完全改变，例如，它的电子吸收入射光的能力。
“到目前为止，如果你想测量这类材料中存在的应力，你必须依赖于极其复杂的测量方法，”该研究的主要作者卢卡斯·门内尔解释道。他说，这可能需要使用透射电子显微镜来观察表面，然后测量原子之间的平均距离，并据此确定任何压缩或拉伸。
多亏了维也纳理工大学的研究人员，这一过程现在变得更加直接和准确。它采用了一种称为倍频的效应，也被称为二次谐波产生。在此过程中，两个具有相同频率的光子与非线性材料相互作用，形成能量为初始光子的两倍、频率为初始光子的两倍、波长为初始光子的一半的新光子。
“如果你用合适的激光束照射特定的材料——在我们的例子中亚博网站下载是一层二硫化钼——材料可能会反射不同颜色的反射光。”解释说,穆勒。
来自入射激光束的两个光子——红色的——结合形成一个能量是其两倍的光子，然后以蓝光的形式从材料中发射出来。亚博网站下载效应的强度取决于材料的内部对称性。二硫化钼具有蜂窝状结构——很像石墨烯——在拉伸或压缩时会轻微扭曲。虽然只有很小的失真，但对从材料反射回来的光的强度的影响是戏剧性的。
在微结构上放置一层二硫化钼——就像在攀爬架上盖一层橡皮毯——会导致复杂的局部扭曲。使用激光扫描材料的点，允许创建一个详细的地图的拉伸和压缩。
“这样做，我们不仅可以测量这些变形的严重程度，还可以看到它们运行的确切方向，”Mennel解释道。
Müller表示，这种成像方法是一种强大的新工具，可用于局部、有针对性的材料属性调整:“例如，太阳能电池中的定制材料变形可以确保自由载流子在正确的方向上尽可能快地扩散。”
图片来源:GiroScience /亚博老虎机网登录上面
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