La medición precisa del coeficiente de expansión térmica es esencial para comprender las propiedades mecánicas y electrónicas de los materiales 2D y para diseñar dispositivos basados en estos materiales. Los materiales 2D, que tienen sólo unos pocos átomos de espesor, han despertado un gran interés debido a sus propiedades únicas, como su alta resistencia, flexibilidad y conductividad eléctrica. Sin embargo, la expansión térmica de los materiales 2D es difícil de medir debido a su pequeño tamaño y baja conductividad térmica.
La nueva técnica de espectroscopía termoelástica nano-Raman aborda estos desafíos utilizando un rayo láser enfocado para calentar una pequeña área del material 2D y midiendo el cambio resultante en el espectro Raman. El cambio en el espectro Raman está directamente relacionado con la expansión térmica del material. Esta técnica permite medir con precisión el coeficiente de expansión térmica de materiales 2D, incluso para materiales que tienen sólo unos pocos nanómetros de espesor.
Los investigadores demostraron la nueva técnica midiendo el coeficiente de expansión térmica del grafeno de una sola capa, que es un material 2D a base de carbono. El coeficiente de expansión térmica medido del grafeno concuerda perfectamente con las predicciones teóricas y los resultados experimentales previos. Esto demuestra la precisión y fiabilidad de la nueva técnica.
La técnica de espectroscopia termoelástica nano-Raman tiene el potencial de usarse para una amplia gama de materiales 2D, incluidos dicalcogenuros de metales de transición, nitruro de boro hexagonal y fosforeno. Esta técnica permitirá a los investigadores comprender mejor las propiedades térmicas de los materiales 2D y diseñar dispositivos que utilicen estas propiedades.
