二維材料及其異質(zhì)結的聲子物理研究
摘要:聲子是固體最重要的元激發(fā)之一,是理解材料摩爾熱容、德拜溫度以及熱膨脹系數等熱力學(xué)性質(zhì)的基礎,同時(shí)電聲子相互作用也決定了固體的電導和超導等特性。拉曼光譜是表征固體聲子物理的重要實(shí)驗手段,不僅能表征材料的結構和質(zhì)量,還能提供材料聲子性質(zhì)、電子能帶結構、電聲耦合等信息。文章將拉曼光譜應用于二維材料及其范德瓦爾斯異質(zhì)結的聲子物理研究。先簡(jiǎn)單介紹二維材料的層間振動(dòng)聲子模式和層內振動(dòng)聲子模式,其中層間振動(dòng)聲子模式的頻率可用線(xiàn)性鏈模型來(lái)計算,而強度則可用層間鍵極化率模型來(lái)解釋;同類(lèi)層內振動(dòng)聲子模式的Davydov劈裂峰之間的頻率差異可用范德瓦爾斯模型擬合。隨后,將這些模型推廣到二維范德瓦爾斯異質(zhì)結中,以轉角多層石墨烯、MoS2/石墨烯和hBN/WS2為例介紹了范德瓦爾斯異質(zhì)結的聲子譜,闡述如何應用線(xiàn)性鏈模型和經(jīng)典鍵極化率模型計算層間振動(dòng)模的頻率和強度,并由此給出二維范德瓦爾斯異質(zhì)結的界面耦合強度和各層間呼吸模的電聲耦合強度等重要參數。
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