二維材料及其異質結的聲子物理研究
摘要：聲子是固體最重要的元激發之一,是理解材料摩爾熱容、德拜溫度以及熱膨脹系數等熱力學性質的基礎,同時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驗手段,不僅能表征材料的結構和質量,還能提供材料聲子性質、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結的聲子物理研究。先簡單介紹二維材料的層間振動聲子模式和層內振動聲子模式,其中層間振動聲子模式的頻率可用線性鏈模型來計算,而強度則可用層間鍵極化率模型來解釋;同類層內振動聲子模式的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結的聲子譜,闡述如何應用線性鏈模型和經典鍵極化率模型計算層間振動模的頻率和強度,并由此給出二維范德瓦爾斯異質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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