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半导体所发表关于不同类型层状材料拉曼散射光谱的综述论文

2016-03-04

  由中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室张昕博士和谭平恒研究员撰写的关于不同类型层状材料的拉曼散射光谱的综述论文,近日在该刊发表(Xin Zhang, Qing-Hai Tan, Jiang-Bin Wu, Wei Shi and Ping-Heng Tan, Nanoscale 2016, DOI: 10.1039/C5NR07205K)。《Nanoscale》是由英国皇家化学会(Royal Society of Chemistry)出版的纳米科技方面的学术期刊,涵盖物理、化学、生物、医药、材料、能源、环境等多个领域。   

  石墨烯和过渡金属硫化物(TMDs)由于它们独特的物理性质在过去的十几年里已经受到了广泛的研究。比如,石墨烯具有线性能带结构、超高的迁移率、优良的机械和热学性能;TMDs具有可见光能量范围内的带隙、谷偏振、增强的激子效应等。实际上,层状材料是一个大家族,包括石墨烯家族、硫属化合物家族、氧化物家族等。这些材料按它们的电子结构划分为绝缘体(BNHfS2)、拓扑绝缘体(Bi2Se3Bi2Se3)、半导体(TMDsGaSeBlack phosphorusGeSeSnSe2SnSReSe2)、半金属(石墨烯等)、超导体(NbSe2FeSe)。从对称性的角度来看,这些材料又可以划分为面内各向异性(Black phosphorus, GeSe, SnS)和面内各向同性材料(石墨烯, TMDs)。石墨烯和TMDs领域的快速发展推动了对其它新型层状材料的研究。拉曼光谱已经被广泛地用于表征石墨烯和TMDs的层数、层间耦合、掺杂、堆垛、应力等,并且逐渐成为表征和研究层状材料的有力工具,对推动其它层状材料的研究具有重要意义。 

  在该综述文章,作者先根据晶体的对称性将层状材料进行划分,简要介绍属于不同对称性的层状材料的进展;然后介绍基于晶格振动对称性分析和偏振拉曼光谱来指认拉曼模的方法;利用该方法详细总结了过去50年内近40种层状材料体材料的拉曼研究进展;接着把作者之前在多层石墨烯和TMDs的层间振动模方面取得的研究成果应用到这些层状材料中,获取了层间耦合强度和剪切模量,更重要的是为这些材料建立起了层间振动模频率随着层数变化的关系,作者还讨论了不同堆垛方式对层间振动影响的最新结果;最后作者综述了以黑磷和ReSe2为代表的面内各向异性材料研究的最新进展。该论文将对正在探索新型层状材料和希望从事该领域的研究人员具有重要参考价值。 

 

  1 属于不同对称性的5种典型层状材料的晶格结构。 

    

  论文链接:http://dx.doi.org/10.1039/C5NR07205K 



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