西伯利亚联邦大学

文章共同作者，西伯利亚联邦大学工程物理与无线电电子学院固态物理与纳米技术基础系副教授Maksim Molokeyev 说道：“在这项研究中，我们观察到发生在石墨状层内的偏硼酸锂 (LiBO2) 晶体中的二维 (2D) NTE 行为。 我们确定了这种行为是由于角异常减小这些层内的∠O-Li-O和∠B-O-B，这反过来是由于Li-O键的长度随着温度的升高而增加。”

偏硼酸锂是一种众所周知的无机化合物，是锂和偏硼酸的盐，分子式为 LiBO2。这些是无色晶体，极易溶于水并形成结晶水合物。合成的容易性以及起始材料的可用性使得将这些晶体视为研究2D NTE 的有趣对象成为可能。科学家们还对在光学中使用 LiBO2 的前景感兴趣，因为具有负热膨胀的材料具有非常广泛的应用——包括技术、电子、建筑、医学，当然还有光子学。

Maksim Molokeyev继续说：“通过将LiBO2与具有正常热膨胀的材料混合，可以获得各种零膨胀复合材料，以稳定温度摆动效应。例如，当一个人喝热茶时，牙齿填充物和牙釉质会以不同的速度膨胀。如果填补料由零膨胀复合材料制成，这将解决因对热饮产生反应而引起的疼痛问题。至于光学，那里也需要热膨胀控制良好的材料。例如，材料的导热性对于维持激光光学应用中的热平衡以及光学透镜和基板的设计非常重要。”

这项工作的一个有趣结果是发现，在偏硼酸锂晶体中，2D-NTE 行为的决定性作用是由层平面内和层外的 Li-O 大致相同的拉伸所发挥的。飞机。 这使得重新考虑层间相互作用应该比层内相互作用弱得多的流行观点成为可能，并显着扩展了NTE材料的研究领域。

通过研究LiBO2晶体的透光率，科学家们发现该材料在室温下在190-5790 nm范围内具有很高的透明度，并且具有较宽的光谱范围（从紫外辐射到红外辐射）。计算表明，即使温度发生变化，也能保持大范围的光传输，这对于光学中使用的材料非常重要。由于 2D-NTE 的优势与优异的光学性能相结合，LiBO2 将在低温下工作的超精密光学器件中得到广泛应用。

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