一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法技术

一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，涉及二维纳米材料表征与畴结构调控技术领域。本发明专利技术是要解决目前二维铁弹材料难以通过透射电子显微镜等微观的表征方法表征畴取向，传统的铁弹畴调制方法由于过于不均匀的应变也难以在机械剥离的二维材料中得到控制的技术问题。本发明专利技术将二维铁弹材料置于通过偏振光显微镜引入的激光下，在收集拉曼信号端增加一个偏振方向可调的偏振片，旋转样品收集不同旋转角度的拉曼信号，通过拉曼信号的强度变化规律判断二维铁弹材料的畴取向，并通过外加应变调控二维铁弹材料中畴的分布。本发明专利技术是一种无损判断二维铁弹材料中畴的取向并实现有效调控的方法。铁弹材料中畴的取向并实现有效调控的方法。铁弹材料中畴的取向并实现有效调控的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法


[0001]本专利技术涉及二维纳米材料表征与畴结构调控


技术介绍

[0002]二维材料由于独特的结构特性表现出新颖的物理化学性质，被广泛应用于电子和光电子领域。此外，由于二维材料表面无悬键，可将不同的二维材料堆垛构成范德华异质结构，利用界面处的电荷转移和能带排列进一步扩宽二维材料的功能性。
[0003]铁弹材料是一类重要的功能材料，在外加应变下存在着畴结构的变化以及应变消失后畴结构的自发回复。铁弹材料在微纳器件、力学传感器和光电探测器等方面具有广泛的应用前景。同时，畴与畴之间存在着自发应变以及孪晶的取向关系也能够作为研究平台来研究载流子的生成、迁移以及扩散动力学。基于这一材料的优异性质，科研工作者发展出了多种表征方法和调控手段对铁弹材料中的畴结构进行表征与调控。然而，二维铁弹材料难以通过透射电子显微镜等微观的表征方法表征畴取向，传统的铁弹畴调制方法由于过于不均匀的应变也难以在机械剥离的二维材料中得到控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术是要解决目前二维铁弹材料难以通过透射电子显微镜等微观的表征方法表征畴取向，传统的铁弹畴调制方法由于过于不均匀的应变也难以在机械剥离的二维材料中得到控制的技术问题，而提供一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法。
[0005]本专利技术的基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法是按以下步骤进行的：
[0006]将二维铁弹材料置于通过偏振光显微镜引入的激光下，在收集拉曼信号端的前面增加一个偏振方向可调的偏振片，旋转二维铁弹材料进行自转收集不同旋转角度的拉曼信号，通过拉曼信号的强度变化规律判断二维铁弹材料中畴的取向，并通过外加应变调控二维铁弹材料中的畴结构。
[0007]本专利技术中基于光谱法判断二维铁弹材料中铁弹畴取向和调控的方法原理为：铁弹材料中不同区域的晶格取向不同，因此不同区域的拉曼光谱的变化规律存在差别，固定入射光与偏振片角度后，通过旋转二维铁弹材料的角度，二维铁弹材料的每一部分畴区域发生周期性取向变化，通过比较不同畴区域的变化规律的相位差别就可以得到二维铁弹材料中不同畴区域的取向；同时，铁弹材料中的畴结构存在内部应变，通过外加应变改变其内部应变场的分布就可以改变铁弹材料中畴的分布。
[0008]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0009]本专利技术采用偏振拉曼光谱技术，通过二维铁弹材料不同畴区域的拉曼峰的强度与二维铁弹材料旋转角度的关系，可以有效判断出二维铁弹材料中的铁弹畴的取向，并通过
外加应变的方式改变二维铁弹材料中的畴结构。本专利技术的方法对设备条件的要求较低，操作流程简单，调控效果显著，是一种无损判断二维铁弹材料中畴的取向并实现有效调控的方法。
附图说明
[0010]图1是试验一中实验装置光路的示意图；
[0011]图2是试验一中偏振光显微镜下二维材铁弹材料WO2I2的光学显微镜照片；
[0012]图3是试验一中两个不同的畴区域得到的偏振拉曼光谱；
[0013]图4是试验一中两个不同的畴区域得到的偏振拉曼光谱强度随样品旋转角度的变化图；
[0014]图5是试验二中外加应变方式的装置示意图；
[0015]图6是试验二中外加应变过程以及撤去外加应变过程中二维材铁弹材料WO2I2的偏振光显微镜照片。
具体实施方式
[0016]具体实施方式一：本实施方式为一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，具体是按以下步骤进行的：
[0017]将二维铁弹材料置于通过偏振光显微镜引入的激光下，在收集拉曼信号端的前面增加一个偏振方向可调的偏振片，旋转二维铁弹材料进行自转收集不同旋转角度的拉曼信号，通过拉曼信号的强度变化规律判断二维铁弹材料中畴的取向，并通过外加应变调控二维铁弹材料中的畴结构。
[0018]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：二维铁弹材料每次旋转角度为10
°
～40
°
，偏振片的起偏方向与激光的偏振方向相同。其他与具体实施方式一相同。
[0019]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：外加应变通过弯曲柔性基底施加到二维铁弹材料上。其他与具体实施方式一或二相同。
[0020]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的二维铁弹材料为WO2I2。其他与具体实施方式一至三之一相同。
[0021]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三不同的是：所述的柔性基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸乙二醇酯的厚度200μm。其他与具体实施方式三相同。
[0022]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：拉曼光谱检测中所用的光源为半导体激光器，激光功率为50mw，波长为532nm。其他与具体实施方式一相同。
[0023]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是：通过偏振光显微镜判断外加应变后二维铁弹材料中畴结构。其他与具体实施方式六相同。
[0024]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是：所述的二维铁弹材料是通过机械剥离制备得到的。其他与具体实施方式七相同。
[0025]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：拉曼光谱强度的变化规律根据公式I＝|e
i
Re
s
|2计算，其中ei与es分别为入射光与出射光的琼斯矢量，R为拉曼光
谱中对应峰的拉曼张量。其他与具体实施方式一相同。
[0026]具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是：二维铁弹材料放在样品旋转台上。其他与具体实施方式一相同。
[0027]用以下试验对本专利技术进行验证：
[0028]试验一：本试验为一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，所使用的实验装置光路图如图1所示(1为半导体激光器，激光功率为50mw，波长为532nm；2为光谱仪；3为偏振片；4为滤光片；5为分束镜；6为偏振光显微镜；7为二维铁弹材料；8为样品旋转台)，具体是按以下步骤进行的：
[0029]将二维铁弹材料WO2I2置于通过偏振光显微镜引入的激光下，在收集拉曼信号端的前面增加一个偏振方向可调的偏振片，旋转二维铁弹材料进行自转收集不同旋转角度的拉曼信号，通过拉曼信号的强度变化规律判断二维铁弹材中畴的取向，并通过外加应变调控二维铁弹材料中的畴结构。
[0030]WO2I2为一种现有的二维铁弹材料，具体见文献《W2O3I
4 and WO2I2:metallic phases in the chemical transport reaction of Tungsten》，Article in Dalton Transactions
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May 202本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，其特征在于基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法是按以下步骤进行的：将二维铁弹材料置于通过偏振光显微镜引入的激光下，在收集拉曼信号端的前面增加一个偏振方向可调的偏振片，旋转二维铁弹材料进行自转收集不同旋转角度的拉曼信号，通过拉曼信号的强度变化规律判断二维铁弹材料中畴的取向，并通过外加应变调控二维铁弹材料中的畴结构。2.根据权利要求1所述的一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，其特征在于二维铁弹材料每次旋转角度为10
°
～40
°
，偏振片的起偏方向与激光的偏振方向相同。3.根据权利要求1所述的一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，其特征在于外加应变通过弯曲柔性基底施加到二维铁弹材料上。4.根据权利要求1所述的一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控方法，其特征在于所述的二维铁弹材料为WO2I2。5.根据权利要求3所述的一种基于光谱法判断二维铁弹材料的畴取向以及局域光学各向异性的调控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，伏捷瑞，赵守鑫，徐成彦，甄良，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：