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
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
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
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
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 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
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
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
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
Raman Spectroscopy of Graphene Edges
石墨烯边缘是特别感兴趣的，因为它们的手性决定了电子性质。在这里，我们提出了一个详细的拉曼光谱研究的石墨烯片具有明确的边缘取向在不同的结晶方向。研究了边缘G峰和D峰的位置、宽度和强度随入射光偏振态的变化。D-带对于平行于边缘偏振的光是最强的，并且对于垂直取向是最小的。拉曼映射显示D峰位于边缘附近。D与G的比率并不总是显示出对边缘取向的显著依赖性。因此，即使边缘可以在宏观上看起来光滑并且以明确定义的角度取向，它们也不一定是微观有序的。
2008-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Varying Electronic Coupling at Graphene-Copper Interfaces Probed with Raman Spectroscopy
随着石墨烯在铜上的合成成为基础研究和工业应用的主要制备方法之一，石墨烯/铜系统的拉曼光谱需要定量地了解它们的相互作用如何影响石墨烯的电子结构。利用多波长拉曼光谱，我们研究了三种类型的石墨烯绑定在铜：石墨烯生长在铜箔和Cu膜/SiO2，和铜蒸发剥离石墨烯。前两个样品的2D峰值频率比1.96 eV激发的预期高约17 cm-1，即使考虑应变的影响。更值得注意的是，2D中的上移随着激发能的增加而降低。基于使用铜蒸发石墨烯的对照实验，我们揭示了光谱异常是由石墨烯的电子带中的环境依赖性非线性色散引起的，并确定了电子修饰的程度。我们还表明，大上移的G和2D峰起源于差分热膨胀的铜可以显着减少背衬铜膜与介电基板的微不足道的热膨胀。在这项研究中提出的石墨烯和铜之间的电子耦合的定量分析将是非常有用的，在表征生长的石墨烯，并可能在其他形式。
2020-08-06 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
Theory of Graphene Raman Spectroscopy
拉曼光谱在石墨烯和相关碳系统的研究中起着关键作用。石墨烯可能是近年来许多新应用（包括电子产品）中最有前途的材料。本文首次将传统的Kramers-Heisenberg-Dirac（KHD）拉曼散射理论（1925-1927）推广到晶态石墨烯。它需要不同的声子产生机制和声子能量比流行的“双共振”拉曼散射模型。后者从未与KHD进行过比较。在KHD中，声子与电子和空穴一起立即产生，我们称之为电子-空穴-声子三重态，它不会受到泡利阻塞。一个新的机制，为双声子生产我们命名为“过渡滑动”解释了亮度的2D模式和其他泛音，作为线性（狄拉克锥）电子色散的结果。滑动的直接证据在于2011年\cite{chenCrommie}进行的空穴掺杂实验。整个范围的电子跃迁是允许的，甚至可以建设性地干涉相同的激光能量和声子q，解释了色散，带宽和强度的许多两个声子拉曼带。石墨烯的整个拉曼光谱，包括色散带和固定带，对称性不禁止的缺失带，弱带，泛音带，斯托克斯反斯托克斯异常，个别带宽，掺杂趋势和D-2D带间距异常自然直接出现在KHD理论中。
2015-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Evaluating arbitrary strain configurations and doping in graphene with Raman spectroscopy
拉曼光谱是表征石墨烯局部性质的有力工具。在这里，我们介绍了一种方法，用于评估未知的应变配置和同时掺杂。它依赖于分离流体静力学应变（峰位移）和剪切应变（峰分裂）对石墨烯拉曼光谱的影响。从流体静力学应变和掺杂的峰位移分离的2D和G频率的相关性分析。这使我们能够获得当地的静水应变，剪切应变和掺杂，而无需任何假设的应变配置之前的分析。我们证明了我们的方法为两个模型的情况下：石墨烯单轴应力下的PMMA基板和石墨烯悬浮在纳米结构，诱导一个未知的应变配置。我们测量了$ω_\mathrm{2D}/ω_\mathrm{G} = 2.21 \pm 0.05$的纯流体静力应变。具有圆共旋偏振的拉曼散射对于分析应变和掺杂是理想的，特别是对于当剪切应变的峰分裂不能被分辨时的弱应变。
2017-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Structural Evolutions of Hydrogenated Graphene Probed by Raman Spectroscopy
利用多重激发拉曼光谱研究了氢化石墨烯的电子结构和结构演化。揭示了依赖于激发能的饱和效应对D模和G模积分强度之比（ID/IG）的影响，并进一步发展为一种快速估算氢化石墨烯中缺陷间距离和缺陷密度的方法。在低氢覆盖率下，氢原子的化学吸附行为类似于sp2 C=C基体中的缺陷;而在高氢覆盖率下，sp3 C-H键成为聚结团簇，导致对sp2 C畴的限制效应。电子结构的变化所造成的不同的氢覆盖证明了由激发能依赖的红移的D和2D带。我们的研究结果提供了一个有用的指导，开发氢化石墨烯的应用，以及使用拉曼光谱作为快速测量的缺陷密度，在进一步探索其他种类的石墨烯衍生物。
2010-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Strain Assessment in Graphene Through the Raman 2D' Mode
准确而简单的石墨烯局部应变评估是器件表征的关键任务之一。拉曼光谱通常通过监测G和2D模式用于该目的。然而，这两个带的位移可能会偏置，特别是在单轴应变下，电荷转移掺杂的影响。因此，非常希望使用另一个拉曼带，其受掺杂影响较小，但在应变下具有定义的和可测量的行为。在这个意义上，拉曼2D“模式是用于评估拉伸石墨烯单层中的应变水平的理想特征，即使在不同的实验条件下也适用于该任务。通过2D'模式的方法的灵敏度和准确度与通过G模式的方法处于相同水平，然而，当样品中存在掺杂效应时，2D'的明显优势出现。
2018-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Raman and Infra-red properties and layer dependence of the phonon dispersions in multi-layered graphene
对称群分析应用于分类的声子模式的$N$ -堆叠石墨烯层（NSGL的）与AB-和AA-堆叠，特别是它们的红外和拉曼特性。在多层振动模型中计算了各种声子模式的色散，该模型从石墨烯的晶格振动势推广到包括NSGL中的层间相互作用。解释了实验报道的层内光学C-C伸缩模频率随层数变化的红移现象。一个有趣的低频层间光学模式被揭示为拉曼或拉曼红活性分别在偶数或奇数NSGL的。其频移对层数敏感，在10层左右达到饱和。
2008-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Probing charged impurities in suspended graphene using Raman spectroscopy
带电杂质散射是影响石墨烯中载流子迁移率的主要因素之一。在本文中，我们使用拉曼光谱探测悬浮石墨烯中的带电杂质。我们发现2D带强度对石墨烯中的Cl浓度非常敏感，而G带强度不受影响。悬浮石墨烯的2D和G带之间的强度比I2 D/IG与非悬浮石墨烯相比强得多，这是由于前者中极弱的Cl散射。这一发现与最近的传输测量中观察到的悬浮石墨烯中的超高载流子迁移率一致。我们的结果还表明，在器件应用的关键的低Cl浓度下，I2 D/IG比是选择高质量单层石墨烯样品的比G带蓝移更好的标准。
2009-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of the Raman G peak intensity in monolayer graphene: role of Ward identities
对于干净的石墨烯单层，计算了1580 cm^{-1}处的单声子拉曼峰的绝对积分强度。所得到的强度由电子能带的三角形弯曲和电子-声子耦合的各向异性决定，并且与激发频率的二次幂成比例。对该过程的主要贡献来自于具有激发频率量级的典型能量的中间电子-空穴态，与先前报道的相反。这是因为微扰理论中不同项之间的强抵消，类似于量子电动力学中的沃德恒等式。
2009-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Raman spectroscopy of thickness-controlled rotationally faulted multilayer graphene
我们报道了通过低压化学气相沉积在Ni箔上生长厚度可控的旋转故障多层石墨烯（rf-MLG），并通过显微拉曼光谱对其进行表征。通过扫描电子显微镜、X射线衍射和透射率测量研究了表面形貌和厚度。这些结果表明，rf-MLG的厚度可以通过Ni箔的厚度而不是CH $_4$、H $_2$、Ar的流量来有效地控制。在拉曼光谱测量中，我们观察到了石墨材料的大部分拉曼峰。拉曼光谱可以分为四种模式，并显示出系统的行为。特别地，成功地分析了面内（~1880 cm $^{-1}$，~2035 cm $^{-1}$）和面外（~1750 cm $^{-1}$）模式，以解释如在扭曲（或旋转）双层石墨烯中的rf-MLG的维度。另外，发现在~1230 cm $^{-1}$和~2220 cm $^{-1}$处的两个峰很好地反映了面内模的性质。上述四个面内模的峰值强度与二维带的峰值强度成正比，表明它们具有共同的拉曼共振过程。
2018-09-08 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 spectra of bilayer graphene to probe the electrostatic environment
计算了双层石墨烯的拉曼位移、展宽和相对拉曼强度随电子浓度的变化。我们包括声子频率的动力学效应，我们考虑了由外部电场引起的双层石墨烯的能带结构中的间隙。我们表明，从门控双层石墨烯的拉曼光谱的分析，它是可能的定量识别来自大气和基板的电荷量。这些发现表明，双层石墨烯的拉曼光谱可以用来表征少层石墨烯的静电环境。
2009-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
In-situ Raman study of laser-induced graphene oxidation
本文利用原位拉曼光谱研究单层石墨烯的激光诱导氧化，揭示其分为热致拉伸应变和氧结合p型掺杂两个阶段，并证明可通过光学方法实现亚微米图案化。
2015-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Probing the Electrical Properties of Overlapped Graphene Grain Boundaries by Raman spectroscopy
晶界和褶皱对多晶石墨烯的电性能的影响是显著的。在这里，我们研究了多晶石墨烯颗粒之间的拼接，特别是，在边界处的层重叠，通过化学气相沉积（CVD）生长，随后通过氧化的Cu衬底掺杂。我们通过拉曼光谱分析了60和220 nm宽之间的重叠区域，发现这些重叠边界中的一些包含AB堆叠双层。重叠晶界的拉曼光谱明显不同于双层石墨烯，并表现出G带峰的分裂。分裂的程度、峰宽以及峰强度取决于重叠的宽度。我们将这些特征归因于通过氧化的Cu衬底跨重叠区域的载流子（空穴）的不均匀掺杂。其结果是，费米能级在重叠的晶界位于0.3和0.4 eV以下的电荷中性点。我们的结果表明重叠晶界的电导率增强，与之前观察到的测量结果类似（1）。电荷分布对晶界重叠宽度的依赖性可能对具有增强导电性的大面积石墨烯的生长具有强烈的影响。
2014-06-06 cond-mat.mtrl-sci
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 Spectroscopy of Lithographically Patterned Graphene Nanoribbons
纳米尺度的石墨烯物体由于量子限制效应而引起了人们的极大兴趣。我们目前的拉曼光谱研究石墨烯纳米带（GNRs），这是已知的具有非零的电子带隙。通过电子束光刻图案化机械剥离的石墨烯，然后进行氧等离子体蚀刻，制备了宽度范围为15 nm至100 nm的GNR。窄GNRs的拉曼光谱可以由上移的G带和突出的无序相关的D带起源于带边缘的散射来表征。D-G带强度比一般随带宽的减小而增大。然而，其对于宽度< 25 nm的减小（部分归因于边缘处的非晶化）提供了对<5 nm的D模式弛豫长度的有价值的实验估计。在G带的最后一个GNR的上移可以归因于限制效应或化学掺杂的GNR边缘上的官能团。值得注意的是，GNR比块状石墨烯片更容易受到光热效应的影响，从而导致由大气氧引起的可逆空穴掺杂。最后，我们表明，2D波段仍然是一个可靠的标记，在确定的GNRs的层数，尽管其显着扩大非常狭窄的GNRs。
2012-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning models for Raman spectra analysis of twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（tBLG）的振动特性表现出复杂的功能，由于其低对称性配置的复杂的能量景观。一个基于机器学习的方法被开发，以提供一个连续的模型之间的扭曲角和tBLG的模拟拉曼光谱。从拉曼光谱中提取扭转角的结构信息相当于求解一个复杂的逆问题。一旦经过训练，机器学习回归器（MLR）可以快速提供预测，而不会产生人为偏见，并且模型可以解释平均98%的数据方差。的显着的光谱特征学习的MLRs进行了分析，揭示了计算的G带附近的强度分布是最重要的功能。训练的模型进行测试，含噪声的测试数据，证明其鲁棒性。本模型的实验拉曼光谱的可转移性进行了讨论的背景下，用于构建分析数据库的理论水平的验证。这项工作证明了机器学习分析是解释tBLG和其他2D材料拉曼光谱的潜在强大工具。
2020-07-08 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
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
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
Ultraviolet Raman Spectroscopy of Single and Multi-layer Graphene
研究了单层和多层石墨烯在325 nm紫外激光激发下的拉曼光谱。发现虽然石墨烯的G峰在UV拉曼光谱中保持显著，但2D带强度经历严重淬灭。随着石墨烯层数n从n=1变化到n=5，G峰和2D峰的强度比I（G）/I（2D）的演变在UV拉曼光谱中不同于在488 nm和633 nm波长处激发的常规可见拉曼光谱中的演变。UV激发下的2D带向更大的波数移动，并在2825 1/cm附近发现。利用共振散射模型解释了所观察到的石墨烯的紫外拉曼光谱特征。所获得的结果有助于石墨烯的拉曼纳米计量学，通过提供用于确定石墨烯层的数量和评估其质量的额外度量。
2009-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Investigations of Graphene on SrTiO3 Single-Crystal using Confocal Raman Spectroscopy
石墨烯层放置在SrTiO 3单晶衬底上进行了研究，使用温度依赖的共焦拉曼光谱。这种方法成功地解决了石墨烯的不同拉曼模式，由于SrTiO 3的强拉曼散射背景，这些模式在常规测量中通常无法追踪。缺陷和应变状态的信息，获得了几个石墨烯/SrTiO 3样品，通过不同的技术合成。这种共焦拉曼光谱的方法不仅可以揭示这种石墨烯/SrTiO 3系统的调查，但也各种二维层状材料的拉曼模式干扰其基板。
2022-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
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
Raman spectroscopy of graphene on different substrates and influence of defects
我们展示了拉曼光谱随不同衬底上石墨烯层数的演变，SiO $_{2}$ /Si和导电氧化铟锡（ITO）板。对于相同层数的石墨烯，G模峰位以及G带和2D带的强度比取决于样品的制备。2D拉曼谱带在单层和双层石墨烯中具有特征线形状，捕获了它们电子结构的差异。缺陷对单层石墨烯的G带峰位置具有显著影响：取决于D拉曼带的强度，频率显示出高达12 cm $^{-1}$的蓝移，这是缺陷密度的标志。最令人惊讶的是，导电ITO板上的石墨烯的拉曼光谱显示出$\sim$ 6 cm $^{-1}$的G模式频率和$\sim$ 20 cm $^{-1}$的2D带频率的降低。G和2D带的这种红移是在单层石墨烯中首次观察到的。
2007-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
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
