二维材料

Van der Waals heterostructures, with their unique properties arising from the weak interlayer coupling and strong in-plane bonding, offer exciting opportunities for the design of novel materials with tailored electronic, optical, and mechanical properties.

MXenes is the largest and fastest growing 2D materials. They have unique properties such as good conductivity and a hydrophilic surface. The control of nanoscale composition would ultimately allow for engineering properties locally, gaining more control over the 2D material-based systems.

AFM-Raman及其TERS模式，以10nm的空间分辨率显示了氧化石墨烯（GO）片表面结构缺陷和化学基团的纳米图谱分析。TERS图谱与KPFM测量相结合，用于GO表面的实时形貌学、电学和化学成像。这种多参数测量方法扩展了TERS的应用能力，展示了纳米尺度上局部的化学成分和物理性质的直接相关性，这不仅仅适用于2D材料，它几乎可以适用于任何样品表面。

拉曼光谱耦联原子力显微镜（AFM）已被证明是探测纳米尺度化学性质的有力技术。液体中的TERS在生物样品的原位研究、催化和电化学反应等方面都有很好的应用前景。

玻璃是一种具有多种用途和多种形式的基本材料。在光电子领域，人们有兴趣对玻璃成分进行改良，以利于掺入镧系元素。

二维材料在纳米和光电子领域是最先进的。在微米尺度上用非破坏性的方法表征其结构特性是非常重要的。我们在本文中展示了LabRAM Soleil™ 共聚焦拉曼在这些材料表征中的应用。

在以实际纳米器件的形式实现二维材料的前景之前，还有许多挑战。一种可采集信息丰富的纳米级表征技术来鉴定这些二维材料，并协助推广这些基于二维材料的应用。

TEPL和TERS图像与AFM同时获得的形貌学图像具有很好的相关性，并且在揭示MoS2薄片的性质（层数）方面都是一致的。在去卷积之后，TEPL信号甚至能够揭示100 nm大小的MoS2薄片内的局部不均匀性。开尔文探针测量支持TEPL和TERS测量，并增加了这种针尖增强耦合工具的能力。通过更好地理解二维材料在纳米尺度上的电学和化学性质，二维材料的针尖增强光谱（TEOS）表征可能有助于将这些材料进一步商品化。

拉曼和光致发光光谱揭示了二维材料固态结构的不同方面。用一台仪器同时进行的拉曼和光致发光成像揭示了二维晶体的固态结构和电子特性的空间变化，而这种变化在反射白光成像中是无法显示的。这种能力应该使材料科学家能够更好地设计和制造基于二维晶体的电子和光电设备。

利用TERS揭示碳纳米管结构中的缺陷密度，对于更好地理解用这种纳米物体制成的器件的电学性质具有重要意义。通过TERS不仅可以研究缺陷浓度，而且可以研究不同径向呼吸模式下的局部手性变化，还可以研究单个碳纳米管水平上的压力效应和应变分布。

两种分析方法--指纹模式分析（层内）和低频模式分析（层间）--给出了互补的结果，来确定MoS2的层数。方法2（使用低频模式）给出了很好的对比度；但是它没有显示出单层区域（这与模式的性质有关，是由至少两层之间的相互作用引起的）。方法1（使用指纹模式）显示所有的层，但对比度较差，特别是对于较多的层数。结合这两种分析方法可以得到更好的结果。所有的测量（低频和指纹）都是使用超低频ULFTM滤光片完成的，它允许在全拉曼范围内进行高通量测量，低至<10 cm-1。