德国马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所的研究人员开发出一种新方法，能够对单原子层厚度的氮化硼等二维材料进行高对比度光学成像。相关研究成果已发表于《先进材料》期刊。

二维材料因其独特的物理性质在光电子器件等领域具有应用潜力，但其原子级厚度使传统光学显微镜难以观察。为解决这一问题，该研究所物理化学与理论部门的研究团队采用了非线性光学技术。他们使用一种名为“相位分辨和频显微镜”的设备，将中红外与可见光两束激光混合，通过驱动材料的晶格振动产生强和频信号，从而使原本透明的材料变得可见。

利用这种显微镜，研究人员不仅能够对大面积样品进行快速成像，还能可视化材料的晶体取向。他们在研究中观察到，三角形二维氮化硼层呈现出氮终止的锯齿状边缘。该方法所揭示的高非线性特性表明，此类材料有望用于实现从红外到可见光的频率上转换，应用于新型光电器件。这项工作的完成得益于跨机构合作，样品在范德堡大学合成，并在柏林自由大学合作者的协助下利用原子力显微镜进行辅助表征。

相比其他方法，这种和频显微镜技术能够使光学透明材料清晰可见，所得图像对比度高于传统原子力显微镜图像，并能实现包含晶体取向信息的“实时成像”。研究人员期望，该成像工具未来能作为一种非侵入性方法，用于研究更广泛的堆叠二维材料及其复合结构。

更多信息：作者 Niclas S. Mueller 等人，标题《利用声子增强和频显微镜对六方氮化硼单层进行全晶体学成像》，发表于《先进材料》(2025)。期刊信息： 先进材料