科學家發表二維過渡金屬硫族化合物材料聲子和拉曼散射綜述論文 |
受英國皇家化學會綜述期刊《化學會評論》(Chemical Society Reviews)的邀請,由中國科學院半導體研究所研究員譚平恆和博士生張昕等撰寫的關於二維過渡金屬硫族化合物材料聲子和拉曼散射的綜述論文,近日在該刊在線發表 (Xin Zhang, Xiao-Fen Qiao, Wei Shi, Jiang-Bin Wu, De-Sheng Jiang and Ping-Heng Tan, Phonon and Raman scattering of two-dimensional transition metal dichalcogenides from monolayer, multilayer to bulk material, Chem. Soc. Rev., 2015, Doi: 10.1039/c4cs00282b)。《化學會評論》是由英國皇家化學會(Royal Society of Chemistry)出版的重要學術期刊,是目前化學學科最具權威性的綜述性學術期刊之一。
以單層二硫化鉬(1L-MoS2)、二硒化鉬(1L-MoSe2)、二硫化鎢(1L-WS2)和二硒化鎢(1L-MoS2)等為代表的二維過渡金屬硫族化合物(TMDs)被發現擁有獨特的電學和光學性質。這些材料以及相應的多層材料都可以通過機械剝離或化學氣相沉積等方法獲得,每層材料都是通過範德瓦爾斯相互作用結合在一起。這些材料所具有的二維晶體屬性,可見光範圍內的帶隙,谷偏振特性,較大的自旋-軌道耦合和顯著的激子特性使得它們在納米電子學和光電子學方面具有巨大潛力。晶格振動(聲子)是材料的基本屬性。二維材料具有獨特的聲子結構,這些聲子會隨著層數的變化而顯著地發生改變,特別是在表徵層間振動的低頻區域。作為探測晶格振動特性和聲子物理的最常用工具,拉曼光譜在研究石墨烯、TMDs和氮化硼等二維材料中起到了重要作用。在該綜述文章中,作者系統地介紹了MX2型TMDs的晶格振動和聲子色散,從對稱性的角度揭示了它們的共性;接著介紹了拉曼過程及其選擇定則,闡述一階、二階拉曼散射,共振和非共振拉曼散射和偏振拉曼散射;然後從共振和非共振拉曼散射綜述了拉曼光譜在TMDs材料研究中的進展;並介紹了在外在幹擾下TMDs的拉曼光譜研究結果。該文不僅系統地介紹了課題組在二維材料拉曼光譜研究方面已取得的成果,還對課題組利用層間振動模式在任何襯底上表徵二維材料的層數或厚度以及研究二維材料異質結的層間耦合等方面的最新研究進展進行了簡介。最後,該文還評述了拉曼光譜在其它二維材料和異質結研究方面的應用前景。該綜述對希望從事或正在從事二維材料的研究人員具有重要的參考價值。
近年來,該研究小組圍繞石墨烯和過渡金屬硫化物等二維材料的光學性質研究方面開展了比較系統的研究工作,並取得了一定的成果,先後發表於Nat. Mater., Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B, J. Am. Chem. Soc., Nano Lett., ACS Nano 和Nanocale 等期刊。(來源:中科院半導體研究所)
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