跳动城乡网先进材料，包括厚度仅为几个原子的二维或“原子级薄”材料，对于未来的微电子技术至关重要。现在，洛斯阿拉莫斯国家实验室的一个团队已经开发出一种直接测量此类材料热膨胀系数(即材料受热膨胀的速率)的方法。
这一见解有助于解决微电子材料(如计算机)的热相关性能问题。这项研究发表在《A Nano》上。
洛斯阿拉莫斯核材料科学小组的科学家特蕾莎·库辛斯基说：“众所周知，加热材料通常会导致材料结构中原子的膨胀。但当材料厚度只有一个到几个原子时，事情就变得奇怪了。”
由于二维材料非常薄，到目前为止，测量其热膨胀只能通过间接方式或使用称为基板的支撑结构来实现。这些限制导致热膨胀测量结果存在很大差异。
通过在实验装置中使用四维扫描透射电子显微镜，结合非圆形电子束和复杂的计算分析，该团队准确地确定了材料的热膨胀。
了解微电子材料中的热量
微电子技术，包括计算机，是依赖于半导体材料的微型电子器件，例如该团队进行实验的二硒化钨。
鉴于新兴微电子设备所需的材料和架构的进步，以及任何此类设备中产生的热量，需要深入了解组成二维材料的热膨胀等关键特性。
研究团队利用金属有机化学气相沉积法生长二硒化钨，该技术利用热量结合气体，在直径 2 英寸的玻璃表面留下一层厚度仅有三个原子的材料沉积物。
在进行 4D 电子显微镜实验时，薄膜样品被加热到超过 1,000 华氏度，其数万个衍射图案产生了一个数据集，经过计算分析后，可以从统计上揭示出材料结构变化的性质和程度。
金属有机化学气相沉积等合成方法在大规模微电子制造中具有很高的适用性。由于器件会产生热量，从而导致性能下降，因此了解通过此类技术制造的二维材料的热行为(以及它与块状类似材料的特性相比如何)有助于预测材料在热负荷下的实际应用环境中的表现。
综合纳米技术中心科学家、论文通讯作者迈克尔·佩茨 (Michael Pettes) 说：“我们的发现证实，二维二硒化钨的热膨胀确实与我们在块体材料中看到的热膨胀更加一致。”
“这是很有希望的，因为其价值与微电子不可或缺的现有半导体中使用的传统材料的价值相似。”
