Possibility of superconductivity in graphite intercalated with alkaline earths investigated with density functional theory
用密度泛函理论研究了AC $_6$（A=Mg，Ca，Sr，Ba）的超导电性.我们预测，在零压力下，Ba和Sr应超导的临界温度（T $_c$）0.2 K和3.0 K，分别。假设零压力和有限压力下的晶体结构具有相同的对称性，我们研究了T $_c$的压力依赖性。我们发现，SrC $_6$和BaC $_6$临界温度应大幅提高压力。相反，对于CaC $_6$，我们发现，在0至5 GPa的区域，T $_c$弱增加与压力。这一增长比最近几次实验所显示的要小得多。因此，我们认为在CaC $_6$中，在有限压力下发生连续的相变，例如阶段的增加。最后，我们认为，虽然MgC $_6$是不稳定的，合成的插层系统的种类Mg $_x$钙$_{1-x}$ C $_y$可能会导致更高的临界温度。
2006-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ultrapure Multilayer Graphene in Bromine Intercalated Graphite
我们研究了溴插层高取向热解石墨（Br-HOPG）的光学性质，并提供了一个新的解释的数据。我们观察到新的吸收功能低于620毫电子伏，这是不存在的石墨的吸收光谱。将我们的结果与石墨、单层和双层石墨烯的理论研究以及最近多层石墨烯的光学研究结果进行比较，我们得出结论，Br-HOPG包含超纯双层、单层石墨烯和石墨的特征。所观察到的Br-HOPG的超金属导电性被鉴定为在我们的样品中存在非常高的迁移率（在室温和非常高的载流子密度下约121，000 cm 2 V-1 s-1）的多层石墨烯组分。这可能为单层和多层石墨烯的研究提供新的途径。
2011-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Mild sonochemical exfoliation of bromine-intercalated graphite: a new route towards graphene
提出了一种通过结合基于溶液的溴插层和温和的声化学剥离来制备石墨烯片的悬浮液的方法。石墨在水中的超声波处理导致石墨薄片的悬浮液的形成。通过在超声处理之前将溴插入石墨中，分层得到显著改善。通过拉曼光谱和X射线光电子能谱学（XPS）验证了溴的嵌入，并且密度泛函理论（DFT）计算表明，将Br 2引入石墨后，层间结合能降低了近十倍。通过透射和扫描电子显微镜（TEM和SEM）对悬浮材料的分析揭示了显著含量的尺寸高达30 $mu$ μ m的少层石墨烯，其对应于起始材料的晶粒尺寸。
2009-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Supermetallic conductivity in bromine-intercalated graphite
高度取向的热解石墨暴露于溴蒸气引起面内电荷电导率，其随着嵌入时间单调增加，朝向在低至5 K的温度下显著高于Cu的值（对于~6 at% Br）。磁输运，光学反射率和磁化率测量证实，溴掺杂的石墨烯片与孔，同时增加面间分离。迁移率（T=300 K时约为5E 4 cm^2/Vs）和电阻各向异性的增加以及插层样品的抗磁磁化率的降低表明，观察到的超金属导电性来自弱耦合空穴掺杂石墨烯片的平行组合。
2009-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Na-catalyzed rapid synthesis and characterization of intercalated graphite CaC6
本研究通过Na催化在低温下快速合成CaC6，阐明其形成机制，发现过量Na需求及无序堆叠序列增强上临界场，为GICs快速批量合成提供新途径。
2023-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Band structure and transport studies on PdAl2Cl8-intercalated graphite
利用Shubnikov-de Haas（SdH）效应研究了第一级PdAl_2Cl_8受体型石墨层间化合物（GIC）的二维费米面.观察到一个基频，其角度变化证实了其强烈的二维性质，如先前通过电导率测量发现的。能谱可用Blinowski等提出的二维能带结构模型描述，得到了面内C-C相互作用能γ_0 = 2.7 eV，费米能级E_F = -1.1 eV，载流子密度n_SdH= 1.1 × 10^27 m^-3。在第2阶段和第3阶段材料中提供了一些较少的细节。
2001-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Roller-Coaster in a Flatland: Magnetoresistivity in Eu-intercalated Graphite
磁性插层石墨中的新现象一直是一个研究课题，由M.~ S. G.~ Dresselhaus和其他许多人在20世纪80年代。那个时代最神秘的发现之一是EuC $_6$化合物中磁电阻率的戏剧性过山车般的行为，其中磁性Eu $^{2+}$离子形成与石墨蜂窝平面相称的三角形晶格。在这项研究中，我们提供了一个期待已久的{ \it微观}解释这种行为，表明EuC $_6$的电阻率占主导地位的自旋激发在Eu平面和他们的高度非平凡的演变与磁场。结合我们的理论分析，本研究展示了合成2D材料的力量，作为对奇异自旋激发性质的潜在重要见解的来源。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretical Investigation of Two-Dimensional Superconductivity in Intercalated Graphene Layers
利用第一性原理计算，对碱土金属原子嵌入石墨烯双层和三层体系的电子结构和振动模式进行了计算.研究发现，与超导石墨层间化合物的情况相似，费米能级被来自层间态的S带和石墨π带穿过。发现钙插层石墨烯双层和三层中的电子-声子耦合参数分别为0.60和0.80。在超导CaC_6石墨层间化合物中，电子-声子耦合参数的计算值为0.83。得出的结论是，二维超导电性是可能的，在一个系统中的几个石墨烯层插入钙。
2011-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.supr-con
Stability-superconductivity map for compressed Na-intercalated graphite
本研究通过组合筛选和各向异性Migdal-Eliashberg方法，探索了Na插层石墨的热力学稳定性与超导性，发现NaC$_4$在10 GPa下临界温度达48 K，并确定Na$_3$C$_{10}$为同样有前景的超导体。
2024-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unusual flat and extended morphology of intercalated Cu under MoS2
开发了一种通过控制溅射缺陷密度在层状材料下插入金属的通用方法。该方法已被应用于研究一系列的金属插入石墨和不同类型的形态实现。在目前的工作中，我们将该方法扩展到MoS 2下的插层研究，注意到该系统的工作是相当有限的。我们使用Cu作为原型金属，与石墨下的Cu嵌入进行比较。虽然在石墨和MoS 2下插层所需的生长条件相似，但插层相的类型非常不同。在Cu沉积期间在MoS 2顶部上成核的每个Cu岛提供在MoS 2下方通过岛基底下的溅射缺陷转移的材料;这种转移导致在中尺度上延伸的均匀的插入的Cu“地毯”形态。相反，石墨下的Cu嵌入导致由单体从顶部的小Cu岛脱离并通过远离岛的缺陷在下方转移而形成的良好分离的紧凑岛。的结构技术（扫描电子显微镜和原子力显微镜）和光谱技术（X-射线光电子能谱学和能量色散谱）用于表征的插入层的铜层。
2022-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Predicting the Voltage Dependence of Interfacial Electrochemical Processes at Lithium-Intercalated Graphite Edge Planes
所施加的电势支配锂离子电池中的锂嵌入和电极钝化反应，但是在凝聚相DFT计算中校准是具有挑战性的。本文采用从头计算分子动力学（AIMD）方法，以Li+/Li（s）实验值为参考，计算了具有氧化边缘平面的电荷中性嵌锂石墨（LiC（6））的“阳极电势”随边缘平面处Li含量n（Li）的变化.使用明确的电子转移从氟代碳酸亚乙酯自由基阴离子标记的电压分配证实。PF 6-显示出电化学分解（即，不仅仅是热的）在由我们的电压校准技术施加的低电势下。我们证明，多余的电子驻留在本地化状态的间隙中的有机碳酸酯液体区域，这是不像文献中广泛假设的超导体（带态）。
2015-02-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Scanning tunneling microscopy and Raman evidences of silicene nanosheets intercalated into graphite surface at room temperature
高取向热解石墨（HOPG）是一种具有蜂窝结构的惰性基底，非常适合于二维硅烯层的生长。报道了室温下硅原子沉积在HOPG表面时，它们以两种构型排列：硅烯纳米片和三维团簇。在这项工作中，我们证明，通过使用扫描隧道显微镜（STM）和拉曼光谱，第三种配置稳定的形式的Si 2D纳米片插入下面的第一个顶层的碳原子。拉曼光谱揭示了位于538 cm $^{-1}$处的结构，我们将其归因于sp $^2$ Si杂化的存在。此外，硅沉积诱导石墨D和G拉曼模式的几个修改，我们解释为硅烯纳米片的插入的实验证据。室温下的Si原子嵌入发生在HOPG台阶边缘处，并且它仅分离最外面的石墨烯层，从而引起主要集中在硅烯纳米片的边缘上的强拉伸应变。硅烯纳米片的结构和能量活力，最外层石墨烯层上的应变分布及其对拉曼共振的影响的理论计算支持STM和拉曼观测。
2019-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the formation and electrochemical properties of bis(trifluoromethanesulfonyl) imide intercalated graphite with first-principles calculations
据报道，石墨作为双离子电池的阴极和阳极主体材料具有阴离子和阳离子嵌入能力。本文采用第一性原理计算研究了离子液体电解质中的二（三氟甲磺酰基）亚胺（TFSI）阴离子对石墨的插层作用。我们建立了TFSI-C $_n$化合物的模型，系统地增加石墨烯片的晶胞尺寸，并通过计算形成能来研究它们的稳定性，导致线性下降并达到稳定极限。通过确定形成稳定化合物的晶胞尺寸，我们发现TFSI-C $_n$的层间距和相对体积膨胀率随着TFSI插层浓度的增加而增加。在30 mAh g $^{-1}$至54 mAh g $^{-1}$的比容量范围内，电极电压被确定为在3.8 V至3.0 V的范围内，与实验一致。此外，TFSI迁移的50 meV以下的非常低的活化势垒和良好的电子导电性给出了使用这些化合物作为有前途的阴极的证据。通过对电荷转移过程的分析，阐明了TFSI-C $_n$的形成机理，为石墨基阴极材料的开发提供了新的前景。
2018-02-24 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
Angle-resolved polarized Raman spectroscopy for distinguishing stage-I graphite intercalation compounds with Thorium, Uranium and Plutonium
石墨层间化合物（GIC）具有几何各向异性和强的电子-声子耦合，在纳米器件中显示出巨大的应用潜力。在锕系元素中选取了具有代表性的三种价电子排列的元素：钍（Th）（[Rn] 6d27 s2）、铀（U）（[Rn] 5 f36 d17 s2）、钚（Pu）（[Rn] 5 f67 s2）。计算了它们的声子谱，并利用角分辨偏振拉曼光谱对锕系石墨层间化合物层间化合物的微观结构进行了鉴定。
2022-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Multiple-excitation study of the double-resonance Raman bands in rhombohedral graphite
双共振（DR）拉曼过程是所有sp2碳材料的特征，并提供石墨烯、碳纳米管和不同石墨型材料中的电子结构和声子分散的基本信息。我们在这项工作中进行了研究不同的DR拉曼光谱带菱面体石墨使用五种不同的激发激光能量，并通过改变激光能量获得不同的DR功能的色散。结果表明，菱方石墨具有更丰富的DR拉曼光谱。例如，菱面体石墨的2D谱带更宽，并且由表现出不同分散行为的几个最大值组成。菱形石墨中更多DR条件的发生归因于其布里渊区（BZ）的体积是Bernal BZ的体积的两倍的事实，从而允许用于共振条件的更多通道。菱面体石墨的谷间TO-LA带的光谱，在2450 cm-1附近，与Bernal石墨相比，其特征也更宽和更丰富。光谱区域1700-1850 cm-1，不同的intravalley过程涉及声学和光学声子发生的结果和分析，也提出。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Temperature evolution of infrared- and Raman-active phonons in graphite
我们进行了比较实验和理论研究的温度依赖性高达700 K的石墨E1 u和E2 g光学声子（~1590和1580 cm-1）的红外光谱（IR）和拉曼光谱。尽管它们具有相似的特性，但这两种模式的温度依赖性是完全不同的，例如，红外激活的E1 u模的频移几乎是拉曼激活的E2 g模的频移的两倍。的非谐性质的从头计算是在显着的协议与测量和解释所观察到的行为。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of graphite with water as the pressure medium
本研究以水为传压介质开展最高9.9GPa的石墨-水混合物高压拉曼光谱研究，观测并追踪了富石墨区的三个拉曼特征及富水区的振动带与O-H伸缩模，发现8GPa以上压力依赖斜率较此前报道降低，凸显更高压研究的必要性。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci
The Raman fingerprint of rhombohedral graphite
具有菱面体堆叠的多层石墨烯是一种有前途的碳相，由于在费米能级处出现平坦表面带，可能显示出相关状态，如磁性或超导性。最近，厚度高达17层的薄片暂时归因于ABC序列，尽管菱形多层石墨烯的拉曼指纹目前尚不清楚，Bernal石墨的2D共振拉曼光谱也不清楚。我们提供了第一原理描述的二维拉曼峰在三层和四层石墨烯（所有堆叠），以及在贝尔纳尔，菱面体和交替的贝尔纳尔和菱面体石墨。我们给出了识别ABC多层石墨烯的长程序列的实用处方。本工作为菱面体石墨的实验无损鉴定和合成奠定了基础。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved Raman Spectroscopy of Optical Phonons in Graphite: Phonon Anharmonic Coupling and Anomalous Stiffening
利用时间分辨拉曼光谱研究了石墨中光学声子的非谐耦合和电子-声子相互作用。从超快激发后G模瞬态反斯托克斯散射的衰减，我们测量了带心光学声子的寿命为2.2+/-0.1ps。我们还观察到一个瞬态硬化的G-模式声子，一个效果归因于高电子温度的电子-声子耦合的减少。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Can buckling account for the features seen in graphite's Raman spectra?
在石墨单色器上收集拉曼散射数据。光谱被解释为空间群$P6_3mc$，空间群$P6_3/mmc$的一个亚群。后者通常用于拉曼散射数据的解释。空间群$P6_3mc$对应于石墨烯片的屈曲，并且与许多光谱特征一致。考虑了一阶和二阶散射。许多一阶结果（最值得注意的是1350 cm带和1620 cm $^{-1}$峰的归属）与以前的观测结果一致[Y. Kawashima和G. Katagiri，Phys.Rev.B \textbf{66}，104109（2002）]对高度取向的热解石墨样品进行。为了检验模型的一致性，对二级光谱进行了对称性分析。并对屈曲模型进行了简单的试验。
2005-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Raman fingerprints of spin-phonon coupling and magnetic transition in an organic molecule intercalated Cr2Ge2Te6
本文通过拉曼光谱和第一性原理计算，研究了四丁基铵插层对 Cr2Ge2Te6 自旋-声子耦合及磁性的调控，证实插层可提高铁磁居里温度并增强自旋-声子相互作用。
2023-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Designing a path towards superconductivity through magnetic exchange in transition-metal intercalated bilayer graphene
本研究通过系统研究过渡金属（TM）插层双层石墨烯的电子和磁性来考察其超导电性的潜力。我们使用密度泛函理论（DFT）确定了两层石墨烯之间稳定蜂窝结构中所有第一行TM元素的电子结构。通过分析的电子密度，我们评估的感应的磁矩在每种情况下，其中的铁磁和反铁磁配置的比较，使我们能够确定估计的过渡金属元素之间的交换耦合。通过电子性质的分析，我们发现碳的$p$ -带与TM的$d$-带是简并的，并在$Γ-$点的费米能级以下形成一个电子口袋。这些杂化带类似于碳$p$带效应，其在具有碱金属和碱土金属的插层石墨中产生超导性。此外，由于这些带与TM $d$ -带杂化，因此它们的磁性可以从它们的自旋耦合提供玻色子模式，以保持单层石墨烯中存在的独特线性色散。本研究提供了一种利用TM调谐磁电Dirac材料的设计路线，并将鼓励未来的实验研究，以进一步促进非常规超导的基础知识。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theoretical investigation of hydrogen storage in metal-intercalated graphitic materials
我们用第一性原理方法研究了分散在石墨材料层间空间的金属原子如何影响它们的氢键性质。我们已经考虑了理想的第一阶段的金属插层石墨的各种组合物作为代表性的模型系统。我们的计算表明，碱土金属可以显着提高储氢性能：例如，Be和Mg原子将作为三个或四个氢分子的结合位点，与结合能每H $_2$在0.2--0.7 eV的范围内，根据应用的要求。我们还发现，碱金属和过渡金属是不是有效地提高存储容量。
2008-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetophonon resonance in graphite: High-field Raman measurements and electron-phonon coupling contributions
我们在高达45 T的磁场中对天然石墨进行拉曼散射实验，观察到由于带间电子激发而产生的一系列峰，其范围比以前报道的磁场范围宽得多。我们还探讨了石墨中通过磁声子共振的电子-声子耦合。拉曼G峰的位移和分裂作为磁场的函数，由于与K-和H-点朗道能级间激发的E2 g光学声子的磁调谐耦合。对所观察到的反交叉行为的分析使我们能够确定K点和H点载流子的电子-声子耦合。在最高场范围（>35 T），由于电子-声子相互作用的抑制，G峰变窄。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization resolved magneto-Raman scattering of graphene-like domains on natural graphite
在$T=\unit{4.2}{K}$和室温下，在高达29 T的磁场中，研究了天然石墨表面类石墨烯位置的显微拉曼散射响应.两种不同的偏振配置，共圆和交叉圆，以确定拉曼散射选择规则。观察到几个不同的系列的电子激发，我们讨论他们的特征形状和振幅。特别是，我们报告了一个明确的分裂与朗道能级间的激发$-n\rightarrow+n$的信号。此外，我们观察到显着的相互作用的带中心E $_{\text{2g}}$ -声子与三种不同的电子激发。这些石墨烯状夹杂物的块状石墨表面上的可能的起源进行了讨论。
2012-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manifestation of charged and strained graphene layers in the Raman response of graphite intercalation compounds
详细介绍了钾石墨层间化合物（GIC）的多频共振拉曼光谱测量。从一个良好的控制和连续的原位嵌入和高温脱嵌的方法，每个阶段的响应，第六阶段被确定。G和2D线的位置作为分级的函数取决于从K到石墨层的电荷转移和晶格膨胀。密度和电子能带结构的从头计算表明，大部分（但不是全部）转移的电荷保留在邻近插入层的石墨烯片上。这导致这些“外”层与夹在碳层之间的层的电子解耦，并因此导致相应的拉曼光谱的解耦。因此，更高级的GIC提供了在双轴应变条件下测量单层、双层和多层石墨烯的振动的可能性。该应变还可以与通过X射线衍射确定的GIC的面内晶格常数相关。这项研究的结果表明，拉曼光谱是一种非常强大的工具，可以识别原始和弱电荷单层和少层石墨烯及其复合材料中的局部内部应变，甚至可以产生绝对晶格常数。
2013-07-03 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
Origin of the unusual dependence of Raman D band on excitation wavelength in graphite-like materials
我们重新讨论了类石墨材料中拉曼无序诱导D带色散随激光激发光子能量E $_L$的变化这一尚未解决的难题。我们提出D模是Brillioun带K点处的光学声子和声学声子的组合，声学声子的动量由双共振条件唯一地确定。用双共振模型对实验数据进行拟合，得到A $_{2}$跃迁对应的电子-空穴对的约化有效质量为0.025 m $_{e}$，与其他实验结果一致.该模型还可以解释$ω_S$和$ω_{AS}$之间的差异D和D $^{\star}$模式，并预测其依赖于拉曼激发频率。
2001-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Intercalation of Few-Layer Graphite Flakes with FeCl3: Raman Determination of Fermi Level, Layer Decoupling and Stability
我们使用无水氯化铁（FeCl 3）来插层由2至4个石墨烯层组成的石墨薄片并掺杂石墨烯单层。通过拉曼散射表征了所得层间化合物的插层剂、分级、稳定性和掺杂。FeCl 3重掺杂的单层石墨烯的G峰上移至~ 1627 cm-1。2-4层IC具有类似的上移，并且对于2D带具有洛伦兹线形，这表明每个层表现为解耦的重掺杂单层。通过在不同的激发能下进行拉曼测量，我们发现，对于给定的掺杂水平，在低于掺杂水平的激光能量下，通过泡利阻挡可以抑制2D峰。因此，多波长拉曼光谱允许直接评估费米能级，这与在高于掺杂水平的激发能下通过拉曼测量得到的费米能级互补。我们估计费米能级移动~0.9eV。这些IC是重掺杂石墨烯物理和化学性质的理想测试平台。
2010-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman response of Stage-1 graphite intercalation compounds revisited
我们提出了一个详细的原位拉曼分析阶段-1 KC 8，CaC 6，和LiC 6石墨层间化合物（GIC）解开其固有的指纹。在1200 cm-1和1700 cm-1之间发现了四个主要成分，并且它们中的每一个被分配到相应的振动模式。通过对G线和D线响应的固有Fano线的详细线形分析，我们精确地确定了每个分量的位置（ωph）、线宽（Γph）和不对称性（q）。通过与理论计算的线宽和各组分的位置的比较，我们可以提取出这些化合物的电子-声子耦合常数。得到了耦合常数λph < 0.06。这突出表明，单独的拉曼活性模式不足以解释CaC 6和KC 8中电子-声子耦合机制内的超导性。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface and in-depth structural changes in nuclear graphite irradiated with noble gases described with Raman imaging
本研究以IG-110、NBG-17及自制石墨为对象，利用拉曼成像分析不同注量Ar+与He+离子辐照后的结构损伤，发现Ar+造成的无序化更强。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Raman scattering from the CaC6 superconductor in the presence of disorder
本文报道了CaC_6超导体的偏振喇曼散射。我们确定了两个三个拉曼活性Eg声子模式在440和1508 cm-1预期的R-3 m空间群的CaC 6。这些一阶散射模式与1300 cm-1和1600 cm-1附近的D和G带一起出现，它们的起源与普通石墨中的相应带相似。CaC 6中D和G带的强度与无序程度相关。D带由双共振拉曼散射过程产生;其频率作为激发能的函数以约35 cm-1/eV偏移。双共振喇曼散射探测有限波矢q的声子激发。我们估计的结构缺陷的特征间距约为100埃的规模通过比较的D带和1508 cm-1的Eg模式在CaC 6的校准强度比在无序石墨类似的频带。在Tc以下观察到一个24 cm-1的超导相干峰。
2009-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Detection of acoustic phonons in carbon by Raman spectroscopy
Central European Institute of Technology, Brno University of Technology（中欧技术研究所，布尔诺理工大学）；Jilin Diamond Technology Research & Development（吉林钻石技术研发有限公司）
本研究通过拉曼光谱结合密度泛函理论计算，在石墨和金刚石中检测到声学声子，利用晶格非晶化和硼掺杂激活禁戒模式，并发现金刚石中类似石墨的无序，方法可推广至其他材料。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of magneto-phonon resonances in Graphene and Graphite
当朗道能级之间的能量间隔被连续调谐以跨越光学声子模式的能量时，磁-声子共振或MPR发生在半导体材料中。MPR已在体半导体、二维系统和量子点中被大量探索。近年来，人们对石墨烯中Dirac费米子磁激子的MPR相互作用产生了极大的兴趣，并在理论上提出和实验上观察到了偶宇称E2 g长波光学声子模的丰富的分裂和反交叉现象。已发现MPR关键地取决于石墨烯层中的无序。这一特性为研究原子层中无序和相互作用之间的相互作用创造了新的场所。我们在这里回顾MRP在石墨烯的基本原理和实验拉曼散射工程，导致这些现象在石墨烯和石墨的观察。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic yarns of FeCl$_{3}$-intercalated collapsed carbon nano-tubes with high doping and stability
高度结晶的纳米碳的宏观阵列提供了改变其低维成分的电子结构的可能性，例如通过掺杂，并研究所产生的集体体行为。在石墨层间插入电子给体或受体是一种很有吸引力的方法，可以在不破坏$2$共轭体系的情况下可逆地增加载流子浓度。这项工作证明了FeCl $_{3}$嵌入到由塌陷（扁平）碳纳米管组成的纤维中。塌陷的碳纳米管束，类似于石墨纳米带的微晶，主机细长的层状FeCl $_{3}$晶体的数百个$nm$长，比以前的报告石墨材料长得多，可直接观察到的透射电子显微镜和X射线衍射。嵌入的CNT纤维在暴露于环境条件下数月后保持稳定，部分原因是在晶体边缘自发形成FeClO的钝化单层，从而防止嵌入剂的解吸和进一步水解。拉曼光谱显示大量的电子从CNT转移到FeCl $_{3}$，一种众所周知的受体，如通过G带上移至$25 cm^{-1}$所观察到的。在解析了塌陷的CNT的内层和外层的拉曼特征之后，可以解耦电荷转移对拉曼上移的应变和动态效应贡献，从而在插层系统中给出了$- 0.72 eV$的费米能级下移和$5.3X10^{13}$ $cm^{-2}$（$0.014$电子/碳原子）的大的平均自由载流子浓度。四探针电阻率测量表明，在插入后，导电性增加了六倍
2021-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic excitations and electron-phonon coupling in bulk graphite through Raman scattering in high magnetic fields
我们利用偏振磁拉曼散射研究了石墨中的纯电子激发和电子-声子耦合。在4.2 K的温度和磁场高达28 T，我们观察$K$点电子激发涉及朗道带与$Δ|n|=0$和$Δ|n|=\pm2$，可以通过控制激发激光和散射光的角动量来选择。磁声子效应涉及$E_{2g}$光学声子和$K$点间朗道带电子激发与$Δ|n|=\pm1$内的模型，考虑到充分的$k_z$色散揭示和分析。这些极化分辨的结果解释的Slonczewski-Weiss-McClure（SWM）模型，直接允许量化的电子-空穴不对称性的框架。
2011-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mn-Intercalated MoSe$_2$ under pressure: electronic structure and vibrational characterization of a dilute magnetic semiconductor
插层为改变二维层状材料的物理性质提供了一种很有前途的方法。在这里，我们调查的电子和振动性质的二维层状MoSe $_2$插入原子锰在环境和高压高达7 GPa的拉曼散射和电子结构计算。光学声子的行为进行了实验研究与金刚石压砧细胞和计算通过密度泛函理论计算。实验和理论表明，光学声子的行为非常一致。先前拉曼非活性A $_{2u}$模式被激活，并增强嵌入和压力，和一个新的拉曼模式出现在减压，表明一个可能的局部结构转变的开始，涉及键合或捕获的嵌入剂在2D层状材料。密度泛函理论计算表明，在低Mn浓度和低压下，Mn $_x$ MoSe $_2$的费米能级向导带移动，自旋极化增加.我们的研究结果表明，嵌入和加压的范德瓦尔斯材料可以允许一个获得稀磁半导体与可控性能，提供了一个可行的路线，为自旋电子应用的新材料的发展。
2020-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High pressure behavior of CsC8 graphite intercalation compound
研究了CsC_8石墨层间化合物在室温至32GPa的高压相图。结合X射线和中子衍射、Raman和X射线吸收光谱，我们首次报道了CsC_8在加压时在2.0、4.8和8 GPa附近发生相变。提出了可能的候选晶格结构和过渡机制。我们发现，所观察到的过渡涉及的结构重新安排在Cs子网络，而石墨层之间的距离是连续减少至少高达8.9 GPa。在8 GPa附近，通过拉曼和X射线吸收光谱测量的电子结构特征的重要修改证明了新转变的开始。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Local anodic oxidation on hydrogen-intercalated graphene layers: oxide composition analysis and role of the silicon carbide substrate
我们研究了纳米级局部阳极氧化（LAO）的氢插层石墨烯生长的碳化硅（SiC）的控制升华。扫描探针显微镜（SPM）被用作光刻和表征工具，以调查的纳米制造结构的局部性能。石墨烯氧化过程后观察到的异常厚度与LAO对衬底的影响有关。显微拉曼光谱被用来证明存在两个氧化制度取决于所施加的偏压。我们表明，部分和全部单层石墨烯的蚀刻可以通过调整偏置电压在LAO。最后，通过扫描电子显微镜和能量色散谱（EDS）实现了完整的组成表征。
2018-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Unforeseen high temperature and humidity stability of FeCl$_3$ intercalated few layer graphene
我们首次系统研究了FeCl $_3$插层少层石墨烯在高湿度和高温下的结构和电学性质的稳定性。补充的实验技术，例如电传输、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱，最终证明了这种透明导体在室温下25天内对高达$100 \%$的相对湿度、在大气中高达$150\,^\circ$ C的温度和在真空中高达$620\,^\circ$ C的温度的不可预见的稳定性，该温度比进行插层的温度高两倍以上。FeCl $_3$插层少层石墨烯的稳定性连同其低方块电阻和高光学透明度的独特值，使得该材料在未来柔性电子应用中成为有吸引力的透明导体。
2015-06-16 cond-mat.mtrl-sci
In situ observation of thermally activated and localized Li leaching from lithiated graphite
本研究利用原位显微拉曼、光学显微镜与 COMSOL 热模拟，发现无电流条件下微米级温度热点会诱导 LiC6 和 LiC12 中锂的局域析出。
2024-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Novel Electron-Phonon Relaxation Pathway in Graphite Revealed by Time-Resolved Raman Scattering and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
光激发电子-空穴对的时间动力学对于许多技术，特别是太阳能电池是重要的。我们结合超快泵浦-探测拉曼散射和光电子能谱直接跟踪电子-空穴激发以及石墨中的G-声子在强激光脉冲激发后。已知该声子相对强地耦合到电子。互相关的有效电子和声子温度的地方新的约束基于模型的拟合。公认的双温度模型预测，G-声子人口应开始增加，尽快激发电子空穴对的创建和增加的速度不应该强烈依赖于泵注量。相反，我们发现，G-声子人口的增加发生延迟$\sim$ 65 fs。这种时间延迟也被证明是所谓的G声子的自泵浦的情况下。它随泵浦能量密度的增加而减小。我们发现，这些观察意味着一个新的弛豫路径：而不是热载流子直接转移能量到G-声子，能量首先转移到附近的带边界K-点的光学声子，然后通过声子-声子散射衰减到G-声子。我们的工作表明，声子-声子相互作用必须包括在任何计算的热载流子弛豫的光吸收剂，即使只考虑很短的时间尺度。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Humidity on the Interlayer Interaction of Bi-layer Graphene
石墨的润滑能力在很大程度上取决于环境湿度，基本上是其层之间的水量。一般来说，层状材料中的插层分子通过与层相互作用来改变其非凡的性质。为了理解插层水分子与石墨烯层的相互作用，我们在各种湿度水平下对双层石墨烯进行了拉曼测量，并观察到接近两个石墨烯层之间低频层呼吸模式的额外峰。另外的峰归因于插层水层和石墨烯层之间的振动。我们进一步提出，随着环境湿度的增加，双层石墨烯之间的水的单层覆盖率增加，而水层和石墨烯层之间的相互作用保持大致不变，直到在相对湿度略高于50\%时插入太多的水以保持单层结构。值得注意的是，结果表明，出乎意料的湿度可能是影响层状材料性能的重要因素，因为它显著改变了层间相互作用。
2018-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Ion-beam-milled graphite nanoribbons as mesoscopic carbon-based polarizers
研究通过离子束刻蚀抛光边缘的新型石墨纳米带，发现当入射光垂直于c轴时其拉曼模式具有强烈偏振依赖性，并证明该器件可作为碳基片上偏振器，制备方法优于机械抛光。
2023-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dispersion corrections in graphenic systems: a simple and effective model of binding
我们结合高层次的理论和\emph{ab initio}理解石墨开发一个简单的，参数化的力场模型层间结合石墨，包括困难的非成对添加剂耦合波动色散相互作用。该模型作为对标准密度泛函理论（DFT）计算的简单加性校正给出，形式为$ΔU(D)=f(D)[U^{vdW}(D)-U^{DFT}(D)]$，其中$D$是层间距离。通过匹配接触特性和已知值的远程分散来参数化函数，并且发现该模型在广泛的$D$值范围内准确地匹配石墨的高水平\emph{ab initio}结果。我们采用困难的双石墨烯结合和石墨剥离问题，以及锂插层石墨LiC $_6$的校正。我们预测双石墨烯的结合能为0.27 J/m^2，石墨的剥离能为0.31 J/m^2，分别略低于和略高于体层结合能0.295 J/m^2/layer。与局部密度近似相比，LiC $_6$的材料性质基本上没有变化。考虑到分散体相互作用对于LiC $_6$层结合的相对不重要性，这是适当的。
2013-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Probing the Electronic Structure of Bilayer Graphene by Raman Scattering
采用不同激光激发能的共振拉曼光谱研究了双层石墨烯的电子结构。实验测量了石墨的Slonczewski-Weiss-McClure模型的参数值，其中一些参数值与以前报道的石墨的参数值有很大的不同，特别是与电子和空穴的有效质量差有关的参数值。从实验数据中也得到了双层石墨烯中两个TO声子分支的分裂。我们的研究结果具有双层石墨烯电子器件的影响。
2007-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Organized Graphene/Graphite Structures Obtained Directly on Paper
我们实验研究了石墨层的性质，通过一种简单的和非常规的方法，反复摩擦传统的随机堆叠的石墨块对绝缘和半导体衬底。由擦除层和转移层组成的图案化结构表现出固态材料的特性，其载流子迁移率的全厚度各向异性在表面达到~10^3 cm^2/V*sec。该结构的表面表现出由摩擦引起的自组织过程形成的更加有序且光学取向的单层或多层石墨烯的质量。增强的光电导性源于由4个石墨烯层之间的相互作用引起的连续和线性价带和导带的改性，使得在976 nm的近红外激发波长处获得拉曼光谱成为可能。
2014-02-17 cond-mat.mtrl-sci
3D strain in 2D materials: Experimental test in unsupported monolayer graphene under pressure
先前在高压下对支撑的石墨烯的拉曼测量报告了石墨烯（16 cm $^{-1}$ GPa $^{-1}$）与石墨（4.7 cm $^{-1}$ GPa $^{-1}$）的面内声子频率的非常不同的偏移速率，这意味着非常不同的面内非谐性，即石墨烯在相同压力下比石墨在面内变得更硬。有人认为，这可能是由于石墨烯对衬底的粘附。因此，我们对未支撑的石墨烯进行了高压拉曼测量，并且我们发现石墨烯（5.4 cm $^{-1}$ GPa $^{-1}$）与石墨类似的面内刚度和非谐性。另一方面，由于石墨烯的2D性质，石墨烯的面外刚度难以定义。然而，我们通过测量石墨烯对面内声子频率随压力变化的影响，估计石墨烯的面外刚度（1.4 $\pm$ 295 GPa）与石墨的面外刚度（38.7 $\pm$ 7 GPa）相似。
2019-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Unique electronic structure and the shape-change effect of stage-I graphite intercalation compounds with Thorium, Uranium and Plutonium
掺杂d和f轨道元素的GIC研究很少。我们通过控制插层锕系金属（Th、U和Pu）的分布和密度，并考虑改变相邻两碳层的距离对电子结构的影响，从而推断这类材料在高压或高温下的物理性质--这在基础研究中具有重要意义。根据能带图，这些GIC都是金属的。投影态密度（PDOS）表明金属原子首先经历其s，p，d和f轨道的杂化，然后与最近邻八边形的碳的pz轨道键合。C和Th的电子轨道上自旋与下自旋对称，因此不存在电子自旋极化。而U和Pu的s、p、d、f轨道都表现出电子自旋极化，导致材料的磁性，使C的p轨道在费米能级附近出现自旋极化。此外，这三种被选中的元素是核裂变中最常用的原材料，因此这类GIC有望成为新型的核能存储材料。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
The effect of mechanical stress on lithium distribution and geometry optimisation for multi-material lithium-ion anodes
提出了一种用于预测包含多种材料的锂离子阳极内的开路电压（OCV）和锂分布的模型，将线性弹性与应力依赖的化学势耦合。该模型被应用到一个球形的径向对称的纳米粒子与硅核和石墨壳，突出的锂分布和OCV所造成的应力耦合的大的影响。基于膨胀体积、嵌入锂的量和引起的最大应力的各种性能测量被计算用于具有石墨壳的硅芯，以使得能够优化硅芯的体积。
2019-07-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A theoretical and semiemprical correction to the long-range dispersion power law of stretched graphite
近年来，由于其在现代能源技术中的潜力，插层和柱撑石墨系统受到越来越多的关注。虽然传统的\emph{ab initio}方法，如LDA给出了石墨的精确几何形状，但由于对长程色散力的强烈依赖，它们在预测垂直于层的物理性质如内聚能和弹性常数方面较差。通过柱或夹层“拉伸”这些层进一步突出了这些弱点。我们使用[J.F. Dobson等人，Phys.Rev.Lett. { \bf 96}，073201（2006）]作为起始点，以表明在双石墨烯中内聚能对层间距$D$的渐近$C_3 D^{-3}$依赖性对于具有均匀间隔的层的所有石墨系统是通用的。在适当的间距插入，这不同于并开始主导的$C_4 D^{-4}$幂律分散，已被广泛使用以前。修正后的幂律（和计算出的$C_3$系数）在[M. Hasegawa和K. Nishidate，Phys. Rev. B { \bf 70}，205431（2004）]（HN）。一个修改后的，物理动机的半经验方法，包括一些$C_4 D^{-4}$效果允许HN方法被成功地使用，并给出了一个绝对增加约$2-3%$的预测内聚能，同时仍然保持正确的$C_3 D^{-3}$渐近。
2008-01-29 cond-mat.mtrl-sci
The origin of Raman D Band: Bonding and Antibonding Orbitals in Graphene
在石墨和石墨烯的拉曼光谱中，在$\sim 1355$ cm $^{-1}$处的$D$带被用作样品脏度的指示。然而，我们的分析表明，$D$带背后的物理学与描述分子的一个非常明确的想法密切相关，即石墨烯中的成键和反键轨道。在本文中，我们回顾了我们最近的工作机制激活的$D$带在石墨烯边缘。
2013-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of altermagnetism in transition metal graphite intercalation compounds
本研究通过第一性原理计算揭示了钒插层石墨插层化合物中交替磁性的存在，展示了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
