Hyperspectral microscopy of boron nitride nanolayers using hybrid femto/picosecond coherent anti-Stokes Raman scattering
Microscopie hyperspectrale de nanocouches de nitrure de bore par diffusion Raman anti-Stokes cohérente en régime femto/picoseconde
Résumé
The rise in interest in two-dimensional (2D) nanomaterials has been notable in recent years. In particular, hexagonal boron nitride (h-BN), recognized as an optimal substrate for enhancing graphene properties, holds promise for electronic applications. However, the widely employed spontaneous Raman microscopy, a gold standard for graphene study, faces strong limitations in h-BN due to its large bandgap and low cross section. In this Letter, high-resolution femto/picosecond coherent anti-Stokes Raman scattering (fs/ps-CARS) spectroscopy is used for hyperspectral imaging of nanometric h-BN layers. Our study establishes that CARS signal effectively enhances Raman signature related to in-plane ring vibrations, thus providing valuable quantitative insights into sample thickness and crystalline quality, also corroborated by additional AFM measurements.
L’intérêt croissant pour les nanomatériaux bidimensionnels (2D), en particulier le nitrure de bore hexagonal (h-BN), a été notable ces dernières années. En particulier, le nitrure de bore hexagonal (h-BN), reconnu comme substrat optimal pour améliorer les propriétés du graphène, est prometteur pour les applications électroniques. Cependant, la microscopie Raman spontanée, largement utilisée, référence en matière d'étude du graphène, est confrontée à de fortes limitations en matière de h-BN en raison de sa grande bande interdite et de sa faible section efficace. Dans cet article, la spectroscopie à diffusion Raman anti-Stokes cohérente femto/picoseconde haute résolution (fs/ps-CARS) est utilisée pour l'imagerie hyperspectrale rapide de couches nanométriques de h-BN. Notre étude établit que le signal CARS améliore efficacement la signature Raman liée aux vibrations de l'anneau dans le plan, fournissant ainsi des informations quantitatives précieuses sur l'épaisseur de l'échantillon et la qualité cristalline, également corroborées par des mesures AFM supplémentaires.