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Wiener Physiker entwickelten neue Messmethode für 2D-Materialien

Gummituch-Kreuz © TU Wien

In einem Kristall - etwa aus Silizium - hat jedes Atom seinen fixen Platz. Staucht oder dehnt man ihn, ändern sich die Abstände zwischen den Atomen und damit auch die elektronischen Eigenschaften des Materials. In der Halbleitertechnik nutzt man diesen Effekt, indem man Siliziumkristalle gezielt so wachsen lässt, dass sie dauerhaft unter innerer mechanischer Spannung stehen und so die gewünschten Eigenschaften aufweisen. Zweidimensionale Varianten wie Graphen, die nur aus einer oder aus wenigen Atom-Schichten bestehen, sind dabei deutlich flexibler als etwa Kristalle, entsprechend stark können auch ihre elektronischen Eigenschaften verändert werden.

Sie gelten seit Jahren als großes Hoffnungsgebiet in der Materialwissenschaft und weisen bemerkenswerte Eigenschaften auf, die ganz neue technische Möglichkeiten eröffnen, von der Sensortechnik bis zur Solarzelle. Bisher musste man für die Messung solcher Verspannungen allerdings auf komplizierte Messverfahren zurückgreifen. Die neue Messmethode basiert auf der sogenannten Frequenzverdopplung, einem bereits länger bekannten Effekt, bei dem ein Material, wenn es mit Laserlicht einer bestimmten Farbe bestrahlt wird, eine andere Lichtfarbe zurückstrahlt. Dabei werden jeweils zwei auftreffende Photonen zu einem Photon mit der doppelten Frequenz vereint.

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