Probing Mechanical Properties of Graphene with Raman Spectroscopy
本文综述了拉曼散射技术在石墨烯薄膜力学性能研究中的应用。单轴和双轴应变下的悬浮石墨烯片的Gruneisen参数的测定进行了讨论，并与理论预测值进行了比较。讨论了石墨烯-衬底相互作用对应变和石墨烯拉曼光谱温度演化的影响。最后，提出了石墨烯的力学性能和热性能之间的关系，以及用拉曼光谱表征石墨烯的热性能。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Raman Topography and Strain Uniformity of Large-Area Epitaxial Graphene
我们报告的结果，从二维拉曼光谱研究大面积外延生长的石墨烯在SiC。我们的工作揭示了出乎意料的大的变化，在整个样品中的拉曼峰的位置，导致在应变的石墨烯膜，我们表明，与物理地形耦合拉曼光谱与原子力显微镜的不均匀性。我们报告说，基本上无应变石墨烯是可能的，即使是外延石墨烯。
2008-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Addressing Raman features of individual layers in isotopically labeled Bernal stacked bilayer graphene
最重要的频带的石墨烯（2D和2D素模式）的应变的评价进行了研究。结果表明，对于Bernal堆叠的双层，双声子拉曼特征具有三个不同的组件，可以被分配到起源于顶部石墨烯层，底部石墨烯层，以及从起源于顶部和底部层的过程的组合的过程。2D和2D主模的各个分量被解纠缠。报道的结果能够解决同位素标记的乱层和Bernalstacked石墨烯系统中单个石墨烯层的性质。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Raman spectroscopy and imaging of graphene
石墨烯具有许多独特的性质，使其成为基础研究和潜在应用的理想材料。在这里，我们回顾了最近的结果，拉曼光谱和成像的石墨烯。拉曼光谱和成像可以用作确定石墨烯层数的快速和明确的方法。接下来，通过干涉增强模型解释了单层石墨烯与石墨相比的强拉曼信号。我们还研究了衬底，顶层沉积，退火过程，以及折叠（堆叠顺序）对石墨烯的物理和电子性质的影响。最后，给出了在SiC衬底上生长的外延石墨烯的拉曼光谱，并观察到外延石墨烯上的强压缩应变。本文的研究结果与石墨烯在纳米电子器件中的应用密切相关，有助于更好地理解石墨烯的物理和电子性质。
2008-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Thin Film Substrates from the Raman spectroscopy point of view
我们研究了十种标准的复合氧化物单晶衬底，考虑到它们在基于拉曼光谱的薄膜研究中的适用性。在这项研究中，我们提出了一个光谱归一化程序，利用比较的基板拉曼光谱的那些完善的拉曼参考材料。我们发现MgO，LaGaO3，（LaAlO3）0.3（Sr2AlTaO6）0.7（LSAT），DyScO3，YAlO3和LaAlO3可以用于拉曼薄膜的研究。同时，TiO 2（金红石）、NdGaO 3、SrLaAlO 4和SrTiO 3单晶显示出伴随有强拉曼背景的多声子模式，这实质上阻碍了基于拉曼的薄膜实验。
2013-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy Study of Annealing-Induced Effects on Graphene Prepared by Micromechanical Exfoliation
在这份报告中，我们报告了拉曼光谱研究退火诱导的影响，石墨烯样品制备的微剥离方法。结果表明，在热退火过程中，随机定位的粘合剂残留物经常污染附近的石墨烯片。石墨烯上的污染物可以薄至约1 nm，但会产生几个强度异常强的新拉曼谱带。我们还发现，它们的强度强烈依赖于激发波长，这意味着石墨烯诱导的拉曼增强可能是可操作的。目前的研究还表明，石墨烯可以选择性地对某些分子种类的结合敏感，这可以用于有趣的应用。
2011-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Edge chirality determination of graphene by Raman spectroscopy
对单层微机械解理石墨烯（MCG）的边缘进行了拉曼成像。无序诱导拉曼特征的强度（D带在~1350 cm-1）被发现与边缘手性相关：它在扶手椅边缘较强，在锯齿形边缘较弱。这表明拉曼光谱是一种可靠和实用的方法来识别石墨烯边缘的手性，并帮助确定晶体取向。石墨烯手性的测定对于石墨烯的基础研究和应用都具有重要意义。
2008-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Interference enhancement of Raman signal of graphene
石墨烯的拉曼光谱研究引起了人们极大的兴趣。具有300 nm SiO2覆盖层的Si衬底上的单层石墨烯的G带拉曼强度惊人地强，并且与块状石墨的G带拉曼强度相当。为了解释这种拉曼强度异常，我们表明，除了由于入射激光的多次反射引起的干涉之外，还必须考虑石墨烯层内部拉曼信号的多次反射。进一步研究了SiO2层对石墨烯拉曼信号的增强作用，得到了约30的增强因子，这对拉曼光谱的研究具有重要意义。最后，我们讨论了这种增强效应在其他超薄膜和纳米片上的潜在应用，并给出了一般的覆盖层和衬底的选择标准。
2008-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Interference effect on Raman spectrum of graphene on SiO_2/Si
石墨烯中两个主要拉曼谱带之间的强度比是石墨烯物理学中最重要的信息之一，并且已经被认为代表石墨烯的各种内在性质，而无需对外在效应进行严格评估。利用显微拉曼光谱研究了石墨烯的2D带和G带的拉曼强度比随介质层（SiO_2）厚度的变化，当介质层厚度变化60%时，2D带和G带的拉曼强度比变化近370%。考虑界面处的多次拉曼散射事件的理论计算很好地解释了该比率的大幅变化。我们的分析表明，干涉效应在提取固有的2D与G强度比中是至关重要的，因此在从拉曼测量中提取石墨烯的各种物理性质时必须考虑到干涉效应。
2009-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of Graphene under Uniaxial Stress: Phonon Softening and Determination of the Crystallographic Orientation
本文系统地研究了单轴拉伸应力作用下石墨烯单分子膜中光学声子的拉曼光谱。G带和2D带都表现出显著的红移。由于应变引起的对称性破缺，G带分裂成两个不同的子带（G+，G-）。来自G+和G-带的拉曼散射显示出独特的偏振依赖性，其反映了应力轴与下面的石墨烯晶体轴之间的角度。因此，偏振拉曼光谱构成了用于确定石墨烯的晶体取向的纯光学方法。
2008-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Second-order Overtone and Combinational Raman Modes of Graphene Layers in the Range of 1690 cm-1 to 2150 cm-1
虽然石墨烯已被深入研究的拉曼光谱，在这封信中，我们报告的二阶泛音和组合拉曼模式在未探索的范围内1690-2150 cm-1的非悬浮相称（AB堆叠），不相称（折叠）和悬浮石墨烯层的研究。根据双共振理论，将该范围内的四个主模分别归属为2 oTO（M波段）、iTA+LO、iTO+LA和LO+LA。与AB堆叠的双层石墨烯或少层石墨烯不同，单层石墨烯中的M带消失。系统的分析表明，层间相互作用是必不可少的存在（或不存在）的M带，而基板对此没有影响。利用激发能依赖的拉曼光谱研究了石墨烯中这些“新”拉曼模式的色散行为。发现M带的出现严格依赖于AB堆叠，这可能是AB堆叠的双层石墨烯的指纹。这一工作拓展了拉曼光谱在石墨烯研究中的独特而强大的能力，为探测石墨烯层的声子色散、电子-声子耦合以及利用石墨烯层的电子能带结构提供了另一种有效的方法。
2010-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Graphene-on-Sapphire and Graphene-on-Glass: Raman Spectroscopy Study
将蓝宝石和玻璃衬底上的石墨烯层的室温拉曼特征与GaAs衬底和标准Si/SiO2衬底上的石墨烯的室温拉曼特征进行比较，作为参考。发现虽然Si/SiO2和GaAs上的石墨烯的G峰位于1580 cm-1处，但是对于蓝宝石上石墨烯（GOS），G峰下移约5 cm-1，并且在许多情况下，对于玻璃上石墨烯（GOG），G峰分裂成中心频率约为1580 cm-1的双峰。所得结果对石墨烯的表征及其在电子器件中的应用具有重要意义。
2007-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy and In-situ Raman spectroelectrochemistry of isotopically engineered graphene systems
石墨烯的独特性质为许多科学领域的应用提供了巨大的机会，以及超出我们目前想象的社会需求。石墨烯的重要特征之一是其电子结构的相对简单的可调谐性，这是一种将石墨烯的可用性进一步扩展到现有经验之外的资产。将载流子直接注入到导带或价带中，即，掺杂，代表了一种可行的方法来移动费米能级。特别是，当需要更高的掺杂水平和需要严格控制实验条件时，电化学掺杂应该是选择的方法。在这个账户中，我们专注于石墨烯的电化学与原位拉曼光谱相结合，即，原位拉曼光谱电化学。这种方法的组合确实非常强大，因为拉曼光谱不仅可以容易地监测掺杂水平的变化，而且还可以提供有关材料中最终应力或无序的信息。然而，当采用拉曼光谱时，其主要优势之一在于在石墨烯样品的化学气相沉积（CVD）生长期间利用同位素工程。在各个层中具有巧妙设计的同位素组成的多层系统的原位拉曼光谱电化学研究可以提供关于以下相互作用的大量知识：（i）石墨烯层本身之间，（ii）石墨烯层与其直接相邻的环境（例如，衬底或电解质）之间，以及（iii）石墨烯层与其扩展环境之间，其通过一定数量的附加石墨烯层与该层分离。
2018-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Study of Black Phosphorus Using Angle-Resolved Polarized Raman Spectroscopy with 442 nm Excitation
我们研究了10至200 nm厚的黑色磷片SiO2/Si和聚酰亚胺基板上的角分辨偏振拉曼光谱（ARPRS），使用442 nm的激发波长。结果表明，442 nm激发的ARPRS可以提供明确的，方便的，非破坏性和快速确定BP的晶体取向。研究了拉曼光谱和拉曼张量元的衬底和厚度依赖性。这些依赖关系被证明是受拉曼激发激光加热效应。通过与高温下的原位拉曼测量进行比较，我们能够量化激光加热效应，这对于聚酰亚胺衬底上的BP的拉曼测量是重要的且难以避免的，因为衬底的导热性差。通过衬底加热的热处理被示出对SiO2/Si衬底上的BP具有显著影响，但由于较小的热膨胀失配，对聚酰亚胺上的BP没有显著影响。我们的研究结果提供了重要的见解的拉曼光谱表征BP在不同的基板上。
2016-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Non-invasive Scanning Raman Spectroscopy and Tomography for Graphene Membrane Characterization
石墨烯具有非凡的机械和电子性能，使其成为基于膜的纳米机电系统（NEMS）的有前途的材料。在这里，化学气相沉积的石墨烯被转移到目标衬底上，将其悬浮在空腔和沟槽上，用于压力传感器应用。这种器件的开发需要合适的计量方法，即，大规模的表征技术，以确认和分析成功的石墨烯转移与完整的悬浮石墨烯膜。我们提出了快速和非侵入性的拉曼光谱映射来区分独立和衬底支撑的石墨烯，利用不同的应变和掺杂水平。该技术被扩展到结合二维区域扫描与截面拉曼光谱，导致基于膜的石墨烯NEMS的三维拉曼层析成像。拉曼层析成像在线监测的潜力进一步证明了与自动数据分析的方法，以空间上解决微米级集成器件，包括独立和衬底支撑的石墨烯的材料成分。拉曼层析成像可以应用于由其他二维材料以及硅微和纳米机电系统组成的设备。
2017-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Origin of New Broad Raman D and G Peaks in Annealed Graphene
由于石墨烯是一种单层石墨，其所有碳原子都在表面上，因此其性质对接触表面的材料非常敏感。在此，我们报告了退火石墨烯中观察到的新拉曼峰，并通过拉曼光谱和原子力显微镜（AFM）阐明了它们的化学起源。在无氧气氛中退火的石墨烯揭示了与石墨烯本身的D、G和2D峰重叠的非常宽的附加拉曼峰。基于AFM的形貌确认，新的拉曼峰归因于环境碳氢化合物碳化在石墨烯表面形成的无定形碳。虽然碳层形成了一个广泛的退火温度和时间，他们可以有效地通过延长真空退火。这项研究强调了石墨烯和其他二维材料的光谱特征非常容易受到分子厚度异物的干扰。
2013-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Morphology and flexibility of graphene and few-layer graphene on various substrates
我们报告详细的显微镜研究石墨烯和少层石墨烯的机械剥离产生的各种半导体衬底。我们证明了在（001）-GaAs、锰p掺杂的（001）-GaAs和InGaAs衬底上制备和分析石墨烯的可能性。通过扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了这些衬底上的石墨烯的形态，并与氧化硅上的层进行了比较。有人发现，石墨烯片强烈遵循的纹理的支持基板上的掺杂，极性或粗糙度无关。此外，在光刻步骤之后，抗蚀剂残留物存在于石墨烯的顶部上。所得结果为研究石墨烯与基底的相互作用提供了机会。
2008-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Inner and Outer G' Band Double-resonance Raman Scattering in Free Standing Graphene
与广泛报道的石墨烯拉曼光谱中G'（或2D）带的单峰和对称峰特征相反，我们在此报道了在自支撑石墨烯中观察到G'带的分裂。我们的实验结果为先前的理论预言提供了直接和有力的支持，即双共振拉曼散射中内外过程的共存会导致G'模的分裂。我们研究了三角弯曲效应对G'子带光谱特征的影响，进一步验证了对石墨烯各向异性电子结构的理论解释。
2012-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Topological Non-hexagonal Rings and Stone Wale Defects on the Vibrational Response of Single and Multi-Layer Ion Irradiated Graphene
本研究探讨了观察拓扑非六边形环（NHR）和石纹（SW）缺陷的拉曼实验后，单层（SLG）和多层石墨烯（MLG）与100- 300 eV的Ar离子辐照。虽然通过理论研究预测，但实验首次表明石墨烯SW/NHR缺陷在拉曼光谱中具有特征。相关拉曼特征的宽带宽表明存在不止一种SW/NHR缺陷模式，这与DFT研究一致。SW/NHR相关的拉曼模式强度的变化表明，这些拓扑缺陷在较高的能量湮灭。拉曼允许的G和2D激发的行为，以及无序激活的D，D'和G* 线，也已经在SLG和MLG中进行了研究。这些表明，石墨烯中的缺陷与离子辐照的演变，以及存在的过渡态，超过该过渡态，拉曼模式由sp3含量的上升所主导。这些方面与SW/NHR拉曼光谱的相关性为离子诱导石墨烯的演化提供了重要的见解。通过拉曼光谱直接观察SW/NHR缺陷对于促进在各个领域探索石墨烯的丰富拓扑方面非常重要。
2021-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Raman Optothermal Technique for Measuring Thermal Conductivity of Graphene and Related Materials
我们描述了基于拉曼光谱的方法来测量薄膜的热导率，并回顾了与石墨烯和其他二维材料相关的这项技术所取得的显著成果。光热拉曼光谱法有助于发现石墨烯独特的热传导性质。在这种方法中，拉曼光谱被用来确定局部温度的样品，而激发激光被用作热源。拉曼光谱在研究悬浮石墨烯和石墨烯基薄膜的热导率方面的成功促使该技术扩展到其他材料系统和薄膜。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectra of epitaxial graphene on SiC and of epitaxial graphene transferred to SiO2
拉曼光谱测量的单，双和三层石墨烯生长在SiC上的固态石墨化，其中的层数是预先指定的角度分辨紫外光电子能谱。发现拉曼光谱中识别SiC（0001）上石墨烯的层数的唯一明确指纹是2D（或D*）峰的线宽。外延石墨烯的拉曼光谱显示出显着的差异相比，从高度取向的热解石墨晶体获得的微机械裂解的石墨烯。G峰发生蓝移。2D峰没有表现出任何明显的肩部结构，但它要宽得多，甚至对于多层膜也几乎类似于单峰。将外延石墨烯薄片从SiC转移到SiO2上用于进一步的拉曼研究。将SiC上的石墨烯获得的拉曼数据与转移到SiO2上的外延石墨烯的数据进行比较，揭示了G峰蓝移显然是由于SiC衬底。然而，加宽的2D峰源于石墨烯结构本身而不是衬底。
2008-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectra and electron-phonon coupling in disordered graphene with gate-tunable doping
我们报告了石墨烯场效应晶体管（GFET）的拉曼光谱研究，通过暴露于电子束照射，在石墨烯中引入了受控量的缺陷。拉曼光谱在T = 8 K时在背栅电压（Vg）的范围内对于各种照射剂量（Re）进行。我们研究的拉曼光谱中的影响，由于Vg诱导的掺杂和人为创造的障碍，在不同的Re。在中度无序（照射）的情况下，相对于石墨烯载流子密度（nFE）的拉曼G峰在电荷中性点（CNP）附近表现出峰频率的最小值和峰宽度的最大值。这些趋势类似于在原始石墨烯上的先前工作中所看到的那些，并且已经归因于随着费米能级远离CNP移动，电子-声子耦合强度（D）的降低和Kohn异常的去除。我们还观察到在I2 D/IG中的最大值和在CNP附近的ID/IG中的弱最大值。所有观察到的拉曼参数对nFE的依赖性减弱在较强的无序（较高的Re），这意味着无序导致D的减少以及。我们的研究结果对于理解掺杂和无序石墨烯的拉曼光谱和电子-声子物理是有价值的。
2014-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Probing the Intrinsic Properties of Exfoliated Graphene: Raman Spectroscopy of Free-Standing Monolayers
研究了通过机械剥离石墨制备的原始的、自支撑的石墨烯单层的性质。石墨烯单层，悬挂在开放的沟槽，检查通过空间分辨拉曼光谱的G-，D-和2D-声子模式。G-模式声子表现出降低的能量（1580 cm-1）和增加的宽度（14 cm-1）相比，支持在二氧化硅覆盖的基板上的石墨烯单层的响应。从G模式拉曼光谱的分析中，我们推断出独立的石墨烯单层基本上是未掺杂的，残余载流子浓度的上限为2x10^11 cm-2。在支撑区域上，观察到明显更高且空间不均匀的掺杂。基于非常弱的拉曼D模式响应，独立的石墨烯单层显示出很小的局部无序。与样品的支撑区域的频率相比，独立石墨烯单层的双声子2D模式在频率上下移，并且表现出变窄的正偏斜线形。
2009-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Three-Dimensional Nanoporous Graphene Substrate for Surface-Enhanced Raman Scattering
以纳米多孔铜为催化剂，采用化学气相沉积法制备了三维纳米多孔石墨烯薄膜。所得的纳米多孔石墨烯具有与下面的铜基板相同的平均孔径。我们的表面增强拉曼散射（SERS）的调查表明，石墨烯的纳米孔隙率显着提高了石墨烯作为基板的SERS效率相比，平面石墨烯基板。
2014-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduction of Fermi velocity in folded graphene observed by resonance Raman spectroscopy
成功制备了偏离AB堆积的1+1层折叠石墨烯片，并利用拉曼光谱研究了其电子结构。与单层石墨烯（SLG）相比，观察到折叠石墨烯的2D带的显著蓝移。这归因于折叠石墨烯的SLG样电子结构，但费米速度减慢（约5.6%）。对于不同的折叠石墨烯，观察到2D带的不同量的蓝移，这可能对应于两个层之间的不同扭转角和/或分离，导致折叠石墨烯的不同费米速度。通过拉曼光谱可以研究具有不同堆叠顺序（两层之间的扭曲和分离以及两层的面内移位）的1+1折叠石墨烯样品的电子结构。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Raman scattering of graphene based systems in high magnetic fields
我们回顾了在过去十年中在石墨烯基系统的拉曼散射领域中所获得的不同结果，外加磁场。首先将描述具有施加的磁场的石墨烯基系统的电子性质。然后将介绍和描述不同系统中的声子响应，即磁声共振，包括石墨烯、多层石墨烯和块状石墨。电子拉曼散射的朗道能级光谱的背景下，讨论的电子-声子相互作用和电子-电子相互作用。
2017-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the properties of graphene
拉曼光谱是石墨烯研究的一个组成部分。它用于确定层的数量和方向、边缘的质量和类型以及扰动的影响，例如电场和磁场、应变、掺杂、无序和官能团。这反过来又提供了对所有$sp^2$键合的碳同素异形体的深入了解，因为石墨烯是它们的基本构建块。在这里，我们回顾了最先进的，未来的发展方向和开放的问题，在拉曼光谱的石墨烯。我们描述了重要的物理过程，其重要性只是最近才被认识到，如各种类型的共振在发挥作用，量子干涉的作用。我们更新了所有的基本概念和符号，并提出了一个术语，能够描述文献中的任何结果。最后，我们强调的潜力，拉曼光谱的层状材料以外的石墨烯。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Dynamics of Graphene Edges Investigated by Polarized Raman Spectroscopy
在这份报告中，我们提出了拉曼光谱研究的热稳定性和动力学的石墨烯边缘。发现石墨烯边缘（扶手椅形和锯齿形两者）不稳定并且即使在低至200°C的温度下也经历改性。基于偏振拉曼光谱的结果，我们提供了可能的结构模型在退火过程中石墨烯的边缘如何变化。锯齿形边缘重新排列并形成相对于边缘方向呈\pm 30°的扶手椅型段，而扶手椅型边缘即使在高达500°C的退火温度下也由扶手椅型段主导。通过热退火对边缘结构的修改（锯齿形区段以扶手椅区段的形式重新排列）提供了控制石墨烯和石墨烯纳米结构的电子性质的灵活方式。
2010-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Theory of resonant multiphonon Raman scattering in graphene
我们详细计算了石墨烯中的双声子和四声子拉曼峰的强度。从纯粹的对称性考虑出发，我们用几个独立的耦合常数来描述电子与晶体振动和电磁场相互作用的低能哈密顿量，这些耦合常数被认为是理论的参数。电子散射率作为另一个参数唯象地引入。计算的结果用于从实验测量的拉曼峰强度提取关于这些参数的信息。
2009-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Beyond double-resonant Raman scattering: UV Raman spectroscopy on graphene, graphite and carbon nanotubes
我们提出了深紫外拉曼测量石墨，石墨烯和碳纳米管的分析。对于高于布里渊区$M$点（$\approx 4.7\,\text{eV}$）强光吸收峰的激发能，我们部分抑制了双共振散射过程，观察到了碳纳米材料的双声子态密度.所测量的峰被分配到从LO，TO和LA声子分支的贡献，支持声子色散的计算。此外，我们获得了石墨中红外活性$E_{1u}$模式。通过降低激发能，从而允许双共振散射过程中，我们证明了\textit{2D}模式在石墨与超短声子波矢的上升。
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci
G band Raman double resonance in twisted bilayer graphene: an evidence of band splitting and folding
堆垛层错（偏离Bernal）将破坏多层石墨烯的平移对称性，并在一定程度上改变它们的电子和光学行为，这取决于层间耦合强度。研究了堆叠诱导能带分裂和折叠对扭曲双层石墨烯电子能带结构的影响。基于第一性原理密度泛函理论研究，我们预测石墨烯层的能带折叠效应可能使G带拉曼双共振在可见光激发范围内发生。这样的预测证实了实验与我们的拉曼观察，共振G模式的共振能量强烈依赖于石墨烯层的堆叠几何形状。
2009-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of inelastic collisions on multiphonon Raman scattering in graphene
我们计算的概率的两个和四个声子的拉曼散射在石墨烯和显示的泛音峰的相对强度编码的信息有关的不同的非弹性过程的电子受到的相对速率。如果最重要的过程是电子-声子散射和电子-电子散射，则后者的速率可以从拉曼光谱推断。
2007-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contribution of the buffer layer to the Raman spectrum of epitaxial graphene on SiC(0001)
我们报告了一个拉曼光谱研究的所谓的缓冲层与$(6\sqrt3\times6\sqrt3)R30^{\circ}$周期性，形成外延石墨烯和SiC（0001）之间的本征界面结构。我们表明，这种界面结构导致在拉曼光谱中的D-和G-带的范围内的频率的石墨烯，并讨论其形状和强度的非零信号。从头算声子计算表明，这些功能可以归因于缓冲层的振动态密度。
2012-12-12 cond-mat.mtrl-sci
The effect of the substrate on the Raman and photoluminescence emission of single layer MoS2
我们定量研究了单层二硫化钼（MoS 2）在电介质（SiO2、六方氮化硼、云母和聚合物电介质凝胶膜）和导电基底（Au和少层石墨烯）上的拉曼和光致发光（PL）发射。我们发现，衬底可以影响拉曼和PL发射在一个双重的方式。首先，吸收和发射强度被不同衬底内的相长/相消干涉强烈调制。第二，A1 g拉曼模式峰的位置和PL光谱中的中性和带电激子之间的光谱权重被衬底修改。我们将这种效应归因于衬底诱导的掺杂水平和激子跃迁的衰减速率的变化。我们的研究结果提供了一种方法来定量研究的Raman和PL发射从二硫化钼为基础的垂直异质结构，并代表在ad-hoc调谐PL发射的1 L二硫化钼通过选择合适的衬底的第一步。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial strain on graphene: Raman spectroscopy study and bandgap opening
将石墨烯沉积在透明且柔性的衬底上，并且通过在一个方向上拉伸衬底来加载高达约0.8%的拉伸应变。应变石墨烯的拉曼光谱显示2D和G带的显著红移（每1%应变分别为-27.8 cm^-1和-14.2 cm^-1），这是由于碳-碳键的伸长。这表明单轴应变已经成功地应用于石墨烯。我们还提出通过在石墨烯上施加单轴应变，可以实现K点处的可调带隙。第一原理计算预测石墨烯在1%单轴拉伸应变下的带隙开口为~300 meV。应变石墨烯提供了一种通过实验调整石墨烯带隙的替代方法，这将比用于打开石墨烯带隙的其他方法更有效且更可控。此外，我们的研究结果表明，柔性基板是准备这样的应变过程和拉曼光谱可以用作一个超灵敏的方法来确定应变。
2008-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Fingerprints of stacking order in graphene layers from ab initio second-order Raman spectra
我们提出了一个\textit{ab initio}研究的基础上的密度泛函理论的一阶和二阶拉曼光谱的石墨烯基材料具有不同的堆叠安排和层数。从单层和双层石墨烯到周期性石墨结构，我们研究了由同一组光子能量激发的一阶G带和二阶2D带的行为。前者在所有考虑的石墨烯基材料中非常相似，而在后者中，我们发现了单个结构的特征。随着系统的分析，在不同频率的入射辐射的二阶拉曼光谱，我们监测的拉曼信号，并确定从不同的声子模式，每个特定的安排的特征的贡献。通过与实验结果和先前基于替代方法的理论研究的良好一致性，我们的研究结果提出了一种有效的工具来探测和分析石墨烯和其他低维材料的指纹。
2018-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Raman study on G mode of graphene for determination of edge orientation
我们报道了单层石墨烯边缘的共焦拉曼光谱研究。研究发现，除了D模式外，G模式也能识别边缘方向。我们观察到单层石墨烯边缘的G模表现出极性行为，不同的边缘像锯齿形或扶手椅主导的响应不同的入射激光的偏振。此外，G模式在扶手椅主导的边缘处表现出硬化，而在扶手椅主导的边缘处表现出软化。我们的观测结果与最近的理论（K. Sasaki等人，日本物理学会79，044603），并且可以通过石墨烯边缘处的赝自旋的独特性质来很好地解释，这导致拉曼活性模式的不对称性和不同类型边缘处的非绝热过程（Kohn异常）。这一工作对进一步研究石墨烯边缘的性质和石墨烯基器件的开发具有重要意义。
2010-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Determining Graphene Adhesion via Substrate-regulated Morphology of Graphene
了解石墨烯和其他材料之间的粘附对于在电子设备和纳米复合材料中实现更可靠的石墨烯应用至关重要。然而，石墨烯的超薄轮廓对使用常规方法直接测量其粘附性质提出了重大挑战。我们发现，在具有图案化表面的柔性衬底上的石墨烯的形态与石墨烯-衬底粘附力之间存在很强的相关性。我们建立了一个分析模型来定量地确定这种强相关性。结果表明，取决于石墨烯-基底粘附力、石墨烯层数和基底刚度，石墨烯表现出两种不同类型的形态：I）石墨烯保持键合到基底并波纹化到高达基底表面图案的振幅; II）石墨烯从基底脱键并在基底表面图案的顶部保持平坦。这两种类型的石墨烯形态之间的急剧转变发生在石墨烯与顺应性基底材料之间的临界粘附力处。这些结果可能为测量石墨烯的粘附性能开辟了一条可行的途径。
2011-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gold on graphene as a substrate for surface enhanced Raman scattering study
在本文中，我们报告了我们的研究，具有不同厚度的金（Au）薄膜沉积在单层石墨烯（SLG）作为表面增强拉曼散射（SERS）衬底的罗丹明（R6G）分子的表征。我们发现，沉积在SLG上的Au膜的厚度约为7 nm是一个理想的基底的SERS，给出了最强的拉曼信号的分子和最弱的光致发光（PL）的背景。金膜有效地增强了分子的拉曼和PL信号，而SLG有效地猝灭了来自金膜和分子的PL信号。前者是由于涉及的电磁机制，而后者是由于从Au到SLG的强共振能量转移。因此，金膜和SLG的组合可以广泛地用于具有相对较弱拉曼信号的低浓度分子的表征。
2010-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of epitaxial graphene on a SiC substrate
通过退火在SiC衬底上制备外延石墨烯（EG），可以加快石墨烯在未来电子器件中的应用，因此引起了人们的广泛兴趣。EG和SiC衬底的相互作用对其电子和物理性质至关重要。本文利用拉曼光谱研究了EG的结构及其与SiC衬底的相互作用。结果表明，EG的拉曼谱带均发生了明显的蓝移，这是由于基底诱导的压应变引起的。构建了一个包含碳纳米网上石墨烯的13 × 13蜂窝晶格单元的模型来解释应变的起源。石墨烯层和衬底之间的晶格失配导致石墨烯上的压应力为2.27 GPa。我们还表明，在Si和C终止SiC衬底上生长的EG的电子结构是完全不同的。我们的实验结果揭示了石墨烯和SiC衬底之间的相互作用，这对EG的未来应用至关重要。
2008-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Optimized substrates and measurement approaches for Raman spectroscopy of graphene nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）的表面合成允许制造原子级精确的窄GNR。尽管它们的特殊性能可以通过带宽度和边缘结构进行调整，但GNR的加工和表征仍然存在重大挑战。在这方面的贡献，我们使用拉曼光谱来表征不同类型的GNRs在其生长基板上，并跟踪其质量基板转移。我们提出了一个拉曼优化（RO）的设备基板和优化的映射方法，允许采集高分辨率的拉曼光谱，实现增强因子高达120相对于标准SiO2/Si基板上测量的信号。我们表明，这种方法是非常适合常规监测几何形状相关的低频模式GNRs。特别是，我们跟踪径向呼吸模式（RBLM）和类剪切模式（SLM）的5-，7-和9-原子宽扶手椅GNRs（AGNRs）和比较他们的频率与第一性原理计算。
2019-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Friction force microscopy: a simple technique for identifying graphene on rough substrates and mapping the orientation of graphene grains on copper
在单原子厚度下，使用常规技术将石墨烯与其基底区分开是具有挑战性的。在本文中，我们表明，摩擦力显微镜（FFM）是一种简单而快速的技术，用于识别石墨烯的范围内的样品，从生长基板粗糙的绝缘体。我们表明，FFM是特别有效的表征生长在铜上的石墨烯，它可以关联的石墨烯生长的三维表面形貌和映射的石墨烯的晶体取向非破坏性，可重复性和高分辨率。我们预计FFM对于研究其他金属/局部结晶衬底（包括SiC）上的石墨烯生长以及研究其他二维材料（如二硫化钼和六方氮化硼）的生长同样有效。
2013-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Raman spectra of misoriented bilayer graphene"
在最近的论文[Phys.Rev.B78，113407（2008）]中，Poncharal等人研究了取向错误的双层石墨烯的拉曼光谱。他们发现，相对于单层石墨烯，错位石墨烯的2D带的蓝移显示出对激发激光能量的强烈依赖性。蓝移随激发能的降低而增加。这一发现与我们对折叠/错误取向的石墨烯的费米速度降低的解释相矛盾[Ni et al.Phys.Rev.B77，235403（2008）]。在这篇评论中，我们提出了更多的实验结果，从我们的小组以及从其他人表明，蓝移确实只是弱依赖于激发能。因此，我们认为，我们的解释的二维蓝移的折叠石墨烯由于费米速度的降低仍然是有效的。
2009-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Raman imaging of doping domains in graphene on SiO2
我们提出了单层石墨烯片的G和2D线的空间分辨拉曼图像。G和2D线的空间波动是相关的，因此被证明是附属于本地掺杂域。我们研究了二维谱线的位置--这是识别单层石墨烯的最重要的拉曼峰--作为电荷高达|n| ~4 10^12 cm^-2的函数。与相对于电子和空穴掺杂表现出强且对称的硬化的G线相反，2D线对于低掺杂表现出弱且略微不对称的硬化。此外，与G线相比，2D线的线宽与掺杂无关，使得该量成为用于识别单层石墨烯的可靠量度。
2007-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Raman Fingerprint of Charged Impurities in Graphene
我们报告了通过微机械裂解获得的不同单层石墨烯样品的拉曼光谱的强烈变化，这揭示了过量电荷的存在，即使在没有故意掺杂的情况下。根据G峰的位移和宽度以及二级二维峰的位置和相对强度的变化，估计掺杂浓度高达~10^13 cm-2。不对称的G峰表示小于1微米尺度的电荷不均匀性。
2007-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Raman Scattering at Pure Graphene Zigzag Edges
理论预测了石墨烯器件的丰富和非常独特的物理学，其边界遵循扶手椅或锯齿形晶体方向。在实验中揭示这一物理现象的先决条件是能够制造出具有纯手征边界的器件。剥落的薄片经常表现出30°的奇数倍的角，这引起了人们的期望，即它们的边界遵循纯粹的Z字形和扶手椅方向。然而，在这种晶体边缘的预测拉曼行为未能确认纯边缘手性。在这里，我们对使用SiO2的碳热分解对预图案化坑进行各向异性蚀刻后获得的六边形孔进行共焦拉曼光谱。六边形孔的边界沿着Z字形晶体学方向对齐，并且在拉曼图中几乎没有留下任何签名，表明边缘手性的空前纯度。这项工作提供了第一个机会，实验证实石墨烯边缘的拉曼理论的有效性。
2010-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of Raman spectra and vibrational density of states between graphene nanoribbons with different edges
采用密度泛函紧束缚方法和非共振键极化理论研究了石墨烯纳米带的振动性质。我们表明，最近发现的重建锯齿形边缘可以确定从出现的高能量振动模式，由于强的三键在边缘。这种模式在拉曼光谱中也是可见的。观察到重建的锯齿形边缘的状态的总振动密度类似于扶手椅的状态的振动密度，而不是锯齿形的石墨烯纳米颗粒。边缘相关的振动态的能量增加，这证实了增加ridigity的重建锯齿形边缘。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci
ZnO Nanowire Arrays Decorated with Titanium Nitride Nanoparticles as Surface Enhanced Raman Scattering Substrates
在这项工作中，氧化锌纳米线阵列修饰氮化钛（TiN）纳米粒子作为表面增强拉曼散射（SERS）的基板进行了演示。通过水热合成法生长ZnO纳米线，而通过研磨商业粉末数小时获得~100 nm的TiN纳米颗粒。然后以丙酮为介质将它们修饰在ZnO纳米线阵列上。扫描电子显微镜证实了TiN纳米粒子的ZnO纳米线上的存在。TiN纳米颗粒在430、520和600 nm处表现出局部表面等离子体共振。以尼罗蓝和亚甲蓝为分析物分子的SERS实验显示拉曼信号显著增强。结果表明，SERS效应的起源是化学性质，由于分析物分子和TiN纳米颗粒之间的电荷转移。因此，目前的工作，代表了一个简单的，具有成本效益的和容易的方法，用于制造TiN基表面增强拉曼散射衬底。
2020-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Few layer graphene on SiC, pyrolitic graphite and graphene: a Raman scattering study
在三种不同的"石墨"材料上进行显微拉曼散射测量的结果：高度取向的热解石墨的微结构盘、从碳终止的4H-SiC表面热分解的石墨烯多层和剥离的石墨烯单层。尽管其多层特性，石墨化SiC衬底的表面的大部分显示出单组分、洛伦兹形状、双共振拉曼特征，与单个石墨烯单层的情况惊人相似。我们的观察表明SiC表面上的石墨层之间的电子耦合非常弱，因此可以认为其是具有简单（Dirac-like）能带结构的石墨烯多层。
2007-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boundary problems for Dirac electrons and edge-assisted Raman scattering in graphene
本文报道了电子在石墨烯中的边缘散射及其对拉曼散射的影响的理论研究。首先，有效的模型讨论了几何不变和粗糙的边缘。其次，它们被用于计算边缘激活拉曼D峰强度及其对入射/散射光的偏振的依赖性，以及对激发点的位置的依赖性。讨论了电子运动的准经典性质在喇曼散射中的表现。
2009-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness Estimation of Epitaxial Graphene on SiC using Attenuation of Substrate Raman Intensity
一种简单的，非侵入性的方法，使用拉曼光谱的碳化硅（SiC）上外延生长的石墨烯层的厚度的估计，使厚度，晶粒尺寸和无序使用光谱的同时测定。由于石墨烯覆盖层的衬底拉曼信号的衰减被发现依赖于从表面的X射线光电子能谱学和透射电子显微镜推导出的石墨烯膜厚度。我们解释这种依赖性使用吸收覆盖层模型。该方法可用于绘制区域上的石墨烯厚度，并且能够估计多层石墨烯膜的厚度，超出XPS和俄歇电子能谱（AES）的可能厚度。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Snap-through instability of graphene on substrates
我们确定的石墨烯形态与人字形和棋盘格表面波纹基板调节。随着石墨烯/基底界面结合能和基底表面粗糙度的变化，石墨烯形态在两种不同状态之间突变：1）紧密贴合基底和2）在基底上保持几乎平坦。石墨烯的这种突穿不稳定性可以潜在地导致期望的电子性质以实现基于石墨烯的器件。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Nanosheets as Improved and Reusable Substrates for Gold Nanoparticles Enabled Surface Enhanced Raman Spectroscopy
原子级薄的氮化硼（BN）纳米片具有良好的芳香族分子吸附性、高热稳定性和较弱的拉曼散射，是贵金属粒子表面增强拉曼光谱（SERS）的理想基底。采用一种简单、可控、可重复的溅射和退火方法在BN纳米片上合成了刻面金纳米颗粒。Au颗粒的尺寸和密度可以通过溅射时间、电流和退火温度等来控制。在相同的溅射和退火条件下，不同厚度的BN上的Au颗粒表现出不同的尺寸，因为Au的表面扩散系数取决于BN的厚度。有趣的是，装饰有类似的形态和分布的金颗粒，BN纳米片表现出更好的拉曼增强比硅基板以及散装BN晶体。此外，BN纳米片没有显示出明显的SERS信号，因此不会对分析物的拉曼信号造成干扰。Au/BN基底可以重复使用，通过在空气中加热以去除吸附的分析物而不损失SERS增强。
2015-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Surface Enhanced Raman Spectroscopy of Graphene
表面增强拉曼散射（SERS）利用入射场在金属纳米结构中诱导的表面等离子体激元来显著增加拉曼强度。石墨烯为研究SERS提供了理想的原型二维（2D）测试材料。它的拉曼光谱是众所周知的，石墨烯样品是完全可重复的，高度可控制到原子尺度，并且可以几乎无缺陷。我们报道了通过在石墨烯/SiO $_2$（300 nm）/Si上沉积具有良好尺寸的Au颗粒阵列而从石墨烯获得的SERS。我们在633 nm处检测到显著增强。为了阐明SERS的物理机制，我们发展了一个定量的分析和数值理论。石墨烯的2d性质允许拉曼增强的封闭形式描述。这与纳米颗粒截面成比例，即米氏增强的四次方，并且与石墨烯和纳米颗粒之间的间隔的十次方成反比。一个结果是金属纳米盘是2d中SERS的理想实施例。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
