Raman Signal Reveals the Rhombohedral Crystallographic Structure in Ultra-thin Layers of Bismuth Thermally Evaporated on Amorphous Substrate
在非晶衬底上生长沿（111）晶向取向的Bi单层双层的挑战下，我们研究了不同厚度的Bi热蒸发到氧化硅上，以揭示主要的原子结构及其氧化。我们采用原子力显微镜、X射线衍射和扫描电子显微镜等方法证明了Bi是结晶的，并且在（111）方向上取向，厚度超过20 nm。令人惊讶的是，拉曼光谱表明，即使对于超薄层的Bi，低至$\sim 5$ nm的菱面体结构被保留。此外，这些信号还表明，暴露于环境条件下的铋膜不会遭受主要的表面氧化。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Raman Scattering on Functionalized Graphene Substrates
研究了罗丹明6G分子在纯石墨烯、氟化石墨烯和4-硝基苯基功能化石墨烯基底上的石墨烯增强拉曼散射。通过制作大的拉曼图，研究了拉曼信号增强的均匀性。拉曼信号的相对增强被证明是依赖于官能团，这是合理的原始，氟化和4-硝基苯基官能化的石墨烯基板的不同掺杂水平。首次考虑了石墨烯的费米能和分子的声子能的影响，以解释增强。这种方法使得能够理解增强，而无需假设石墨烯表面上分子的均匀性。通过改变激发能，进一步证明了理论与实验数据的一致性。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Topology Optimization of Surface-enhanced Raman Scattering Substrates
表面增强拉曼光谱是一种功能强大、用途广泛的传感方法，其检测限低至单分子水平。在这篇文章中，我们演示了如何拓扑优化（TopOpt）可以用于设计表面增强拉曼散射（SERS）基板坚持现实的制造限制。作为一个例子，我们实验证明了一个SERS增强因子为5* 10 e4的604 cm-1的拉曼线的罗丹明6 G使用金属纳米结构的临界尺寸为20 nm。然后，我们表明，通过放宽制造限制，TopOpt可以用来设计SERS基板的数量级更大的增强因子。结果验证了拓扑优化作为一种有效的方法，工程纳米结构的最佳性能和制造公差。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Gate dependent Raman spectroscopy of graphene on hexagonal boron nitride
拉曼光谱是一种快速且非破坏性的成像方法，可用于监测石墨烯器件中的掺杂水平。我们在原子级平坦的六方氮化硼（hBN）薄片和SiO $_2$衬底上制备了化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯。我们比较了它们的拉曼响应作为载流子密度的函数，使用离子凝胶作为顶栅。G峰位置、2D峰位置、2D峰宽度和2D峰面积与G峰面积的比率显示出与SiO $_2$相比hBN不同的对载流子密度的依赖性。使用二维映射的直方图来比较两个衬底之间的拉曼峰特性的波动。已发现hBN衬底由于其原子级平坦表面和减少的带电杂质而在相同电荷密度下产生较少波动。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A micro-magneto-Raman scattering study of graphene on a bulk graphite substrate
我们报告的磁拉曼散射研究石墨烯片位于块状石墨基板的表面上。通过空间映射的拉曼散射响应的块状石墨的表面与所施加的磁场，我们查明具体的位置，显示电子激发光谱的石墨烯。我们提出了这些特定位置的特征拉曼散射签名。我们表明，这种薄片可以与另一个薄片叠加，仍然表现出石墨烯样的激发光谱。两种不同的激发激光能量（514.5和720 nm）被用来研究电子拉曼散射信号的激发波长依赖性。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall
Determination of substrate pinning in epitaxial and supported graphene layers via Raman scattering
利用拉曼光谱研究了SiC和Ni表面外延石墨烯以及SiO2负载石墨烯中拉曼G线的温度诱导位移。发现6 H-SiC（0001）上外延石墨烯的热位移速率约为独立石墨烯的三倍。这个结果被定量地解释为由基板的钉扎的结果。相比之下，在多晶Ni膜上生长的石墨烯显示为未钉扎的，即，尽管与金属基底有相对较强的相互作用强相互作用，但仍表现为独立式的弹性。此外，它表明，剥离的石墨烯层转移到支撑衬底上可以导致钉扎或未钉扎层，这取决于转移协议。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall
Determining layer number of two dimensional flakes of transition-metal dichalcogenides by the Raman intensity from substrate
过渡金属二硫属化物（TMD）半导体由于其独特的电学和光学性质而得到了广泛的研究。TMD薄片的性质是其厚度或层数（N）的函数。如何测定纳米材料的N值，对于纳米材料的理论研究和实际应用都具有重要意义。来自衬底的拉曼模式强度已被用于识别高达N=100的本征和有缺陷的多层石墨烯的N。然而，由于从单层到本体TMD缺乏统一的复折射率（$\tilde{n}$），因此这种分析不适用于多层TMD薄片。在这里，我们讨论的N识别的TMD片的SiO $_2$/Si衬底上的100-nm（或89-nm）的Si峰之间的强度比从下面的TMD片的SiO $_2$ /Si衬底和裸SiO $_2$ /Si衬底。我们假设TMD薄片的$\tilde{n}$的实部为单层TMD的实部，并将$\tilde{n}$的虚部作为拟合参数来拟合实验强度比。对于典型的激光激发（2.54 eV、2.34 eV或2.09 eV），获得了从单层到多层的掺杂MoS $_{2}$、WS $_{2}$和WSe $_{2}$薄片的经验$\tilde{n}$，即$\tilde{n}_{eff}$。用拟合的MoS $_{2}$的$\tilde{n}_{eff}$确定了沉积在302-nm SiO $_2$ /Si衬底上的MoS $_{2}$薄片的N，与由它们的剪切模式和层呼吸模式确定的结果吻合得很好。通过测量来自衬底的拉曼强度的该技术可以扩展到用N依赖性$\…
2016-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoreplicated positive and inverted sub-micron polymer pyramids array for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS)
我们展示了镀金聚合物表面增强拉曼散射（SERS）衬底与一对互补的结构-正，倒金字塔阵列结构制造的多步成型和复制过程。以罗丹明6 G为目标分析物，正棱锥基底在整个器件表面上的均匀SERS增强因子为7.2 × 10^4，而倒棱锥基底为1.6 × 10^6。基于光反射测量和FDTD模拟结果，增强因子的差异归因于等离子体共振匹配和SERS“热点”。通过这种简单、快速和多功能的互补成型工艺，我们可以以极低的成本、高产量和高重复性生产聚合物SERS基底。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Micro-Raman Spectroscopy of Mechanically Exfoliated Few-Quintuple Layers of Bi(2)Te(3), Bi(2)Se(3) and Sb(2)Te(3) Materials
碲化铋- Bi（2）Te（3）-及其相关化合物最近引起了人们极大的兴趣，这是由于在该材料家族的许多成员中发现了拓扑绝缘体性质。从物理学的角度来看，这些材料的五重膜特别有趣。我们报告了Bi（2）Te（3）、Bi（2）Se（3）和Sb（2）Te（3）的“类石墨烯”剥离的少-五层的显微拉曼光谱研究结果。研究发现，在少-五重膜中，晶体对称性破缺导致出现A1 u对称拉曼峰，而在大块晶体中，这些拉曼峰是不活跃的。在633 nm波长激发下测量的散射光谱揭示了一些共振特征，这些特征可用于分析这些材料中的电子和声子过程。为了阐明基板上的几个五倍厚的拓扑绝缘体的影响，我们研究了这些薄膜放置在云母，蓝宝石和氧化铌基板的拉曼光谱。所得结果有助于理解五倍厚薄膜中拉曼散射的物理机制，并可用于各种基底上拓扑绝缘体薄膜的纳米计量学。
2012-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Phonon Confinement and Fano Effect on Raman line shape for semiconductor nanostructures: Analytical study
研究了理论喇曼谱线形函数，分别考虑了量子限域效应和Fano效应。从拉曼谱线的展宽和不对称性方面研究了各种拉曼谱线的特征。结果表明，这两种效应单独引起的拉曼线形函数的不对称性并不线性相加，从而给出考虑组合效应所产生的线形的不对称性。这表明这两种效应之间存在相互作用。相互作用的起源在于Fano效应本身依赖于量子限制效应，并反过来提供了一种不对称性。这不能通过考虑两种效应的贡献相互独立来解释。
2015-08-03 cond-mat.mes-hall
Identifying suitable substrates for high-quality graphene-based heterostructures
我们报告了一项扫描共聚焦拉曼光谱研究，该研究调查了大量不同衬底材料上的高质量化学气相沉积（CVD）石墨烯基异质结构的应变均匀性和整体应变和掺杂，这些衬底材料包括六方氮化硼（hBN）、过渡金属二硫属化物、硅、不同的氧化物和氮化物以及聚合物。通过对CVD石墨烯应用hBN辅助的、无污染的干法转移工艺，组装了具有低掺杂密度和低应变变化的高质量异质结构。这些原始异质结构的拉曼光谱对衬底诱导的掺杂和应变变化敏感，因此用于探测衬底材料对潜在高质量石墨烯器件的适用性。我们发现，衬底材料的平整度是获得或保持高质量石墨烯的关键因素。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy and electrical properties of InAs nanowires with local oxidation enabled by substrate micro-trenches and laser irradiation
沿着砷化铟纳米线的热梯度是通过在支撑衬底中制造微沟槽和聚焦激光照射的组合来设计的。这允许在衍射极限的尺度上局部控制纳米线的热激活氧化反应。通过显微拉曼成像检测了氧化的局部性，发现结果与温度分布的数值模拟一致。将该技术应用于电子器件中的纳米线，局部氧化的纳米线保持导电，具有较低的电导率，如对于有效更薄的导电芯所预期的。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anharmonicity in Raman-active phonon modes in atomically thin MoS$_2$
声子-声子非谐效应对声子谱有很强的影响;这些效应最突出的表现是在有限温度下声子模的软化（频率偏移）和加宽（半高宽变化）。利用拉曼光谱，我们研究了单层和天然双层MoS $_2$在较宽温度范围内（$8 < $ T $ < 300$ K）的半高宽和$\mathrm{E_{2g}^1}$和$\mathrm{A_{1g}}$模的拉曼位移随温度的变化.对于$T>100$ K，这些模式的拉曼位移和半高宽都与温度呈线性关系，而对于$T<100$ K，它们变得与温度无关。使用第一性原理计算，我们表明，三声子非谐效应的材料固有的可以解释所观察到的两种模式的线宽的温度依赖性。它还在确定拉曼模式的频率的温度依赖性中起重要作用。观察到的A $_{1g}$模式的线宽的演变表明，电子-声子过程中还涉及。通过对两种不同衬底-- SiO $_2$和六方氮化硼--上的MoS $_2$的变温拉曼光谱的分析，我们解开了外部应力和内部杂质对这些声子相关过程的贡献。我们发现，在不同的衬底上的声子模式频率的重整化是由应变和本征掺杂。我们的工作建立了内在的声子非谐效应的作用，决定在MOS $_2$的拉曼位移的基板和层数无关。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Separation of Electromagnetic and Chemical Contributions to Surface-Enhanced Raman Spectra on Nanoengineered Plasmonic Substrates
来自吸附在贵金属表面上的分子的拉曼信号由于基底的等离子体共振而被增强许多数量级。此外，与纯分子的光谱相比，增强的光谱被修改：许多振动频率被移动，并且在附着到金属上时相对强度发生显着变化。为了设计一种有效的方案来分离电磁效应和化学效应，我们探索了苯乙烷吸附在纳米结构金表面的拉曼光谱变化的起源。的光谱修改归因于频率依赖性的电磁增强和化学结合的效果。后者的贡献可以使用分子-金属簇模型计算再现。我们提出的证据表明，化学结合的效果主要是由于分子的电子结构的变化，而不是相对于基板的分子的固定取向。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Interplay of electron-phonon nonadiabaticity and Raman scattering in the wavepacket dynamics of electron-phonon-photon systems
用数值计算方法研究了电子-声子-光子系统的超快波包动力学。当考虑电子-声子系统的非绝热性时，拉曼散射过程在系统动力学中起着重要的作用。我们发现，电子-声子非绝热性和Raman散射的相互作用决定了波包的运动，特别是在绝热势能面的圆锥相交处，这表明为了揭示飞秒时间尺度下材料的光激发/去激发过程，必须考虑这种影响.
2018-09-07 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
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 graphene and bilayer under biaxial strain: bubbles and balloons
在这封信中，我们使用石墨烯气泡研究双轴（例如各向同性）应变下的石墨烯的拉曼光谱。我们的Gruneisen参数与理论值非常吻合。先前报道的值的差异归因于石墨烯与基底的相互作用。双层气球（有意加压的膜）已被用来避免基底的影响并研究应变对层间相互作用的依赖性。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of suspended pristine graphene measured by Raman spectroscopy
悬浮的单层石墨烯的热导率作为温度的函数使用拉曼散射光谱法在通过机械剥离而没有化学处理直接在预图案化的衬底上制备的清洁样品上测量。通过拉曼散射光谱的拉曼2 $D$带的频率监测激光光斑处的温度，并且通过分析热扩散方程推导热导率，假设衬底在环境温度下是热沉。所获得的热导率值的范围从325 K附近的$\sim$ 1800 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$到500 K下的$\sim$ 710 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$。
2011-03-17 cond-mat.mes-hall
Ultrathin Pyrolytic Carbon Films on a Magnetic Substrate
报道了在1000 °C甲烷气氛下，用化学气相沉积法在镍基片上生长热解碳（PyC）薄膜的研究。我们发现，超快速冷却是至关重要的PyC膜的均匀性，通过控制偏析的碳在镍上。我们用拉曼光谱表征了PyC薄膜的面内晶体尺寸。在~1354 cm-1和~1584 cm-1波数处的拉曼峰用于提取D和G带。然后在依赖于激发能的方程中使用相应的峰强度来计算面内晶体尺寸。使用拉曼面积映射，在100 μm ${\times}$ 100 μm的面积上的面内晶体尺寸的平均值约为22.9 nm，标准偏差约为2.4 nm。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall
Electromigrated nanoscale gaps for surface-enhanced Raman spectroscopy
具有化学特异性的单分子检测是生物学、化学、物理学和传感技术的强大且非常期望的工具。表面增强光谱使单分子研究成为可能，但具有足够灵敏度的可靠底物供应短缺。我们提出了一个简单的，可扩展的衬底表面增强拉曼光谱（SERS）纳入纳米级的电迁移的间隙之间的扩展电极。纳米间隙活性区域中的分子表现出非常高的拉曼灵敏度的特征，包括闪烁和光谱扩散。电动力学模拟显示等离子体聚焦，使电磁增强接近单分子SERS所需的。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall
Interplay of Cl Substitution and He$^{+}$ Irradiation in CrSBr$_{1-x}$Cl$_{x}$
J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry, Czech Academy of Sciences（捷克科学院 J. 赫鲁夫斯基物理化学研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Institute for Ion Beam Physics and Materials Research, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）
通过偏振拉曼光谱研究Cl取代和He$^{+}$辐照对CrSBr振动响应的影响，发现两者分别激活额外声子模式和引入缺陷相关散射通道，并导致拉曼光谱的各向异性重构和非线性响应改变。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate effect on thermal conductivity of monolayer WS2: Experimental measurement and theoretical analysis
单层WS 2由于其优异的光电性能，在电学和光电子器件中具有很强的竞争力。为了解决现代集成电路中尺寸减小和热量集中所带来的热管理挑战，准确表征单层WS 2的热导率，特别是在衬底支撑的情况下，具有重要意义。在这项工作中，双波长的闪光拉曼方法被用来实验测量的热导率的悬浮和Si/SiO2衬底支撑的单层WS 2在200 K - 400 K的温度范围内。悬浮态和负载态WS 2的室温热导率分别为28.45 W/mK和15.39 W/mK，由于衬底效应，热导率降低了约50%。为了系统地研究这一惊人还原背后的机制，我们采用了拉曼空间映射分析结合分子动力学模拟。拉曼光谱分析表明，由于衬底效应，掺杂浓度增加，声子寿命降低，面外振动模受到抑制。此外，声子透射系数与拉曼光谱分析相互验证，进一步揭示了衬底效应显著增强了界面处的声子散射，主要抑制了声声子，从而导致热导率的降低。还列出了其他悬浮和支撑的单层TMDC（例如MoS 2、MoSe 2和WSe 2）的热导率以供比较。我们的研究可以扩展到了解其他二维TMDC的衬底效应，并为未来基于TMDC的电气和光电子器件提供指导。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall
Controlled Growth of large area bilayer MoS$_2$ films on SiO$_2$ substrates by chemical vapour deposition technique
本研究针对大面积均匀双层TMD薄膜制备难题，通过调控CVD前驱体流动模式，在无衬底等离子体处理下制备出平方毫米级双层MoS₂薄膜，表征验证了其结构特性，制备的FET器件开关比达10⁶，为激子器件发展提供了材料基础。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boron Nitride Nanosheet Veiled Gold Nanoparticles for Surface Enhanced Raman Scattering
原子级薄的氮化硼（BN）纳米片具有表面增强拉曼光谱（SERS）所需的许多性质。BN纳米片对空气中的碳氢化合物和芳香族分子具有很强的表面吸附能力。为了最大化吸附面积和SERS灵敏度，首次制备了原子级薄的BN纳米片覆盖的金纳米颗粒。当放置在金属纳米颗粒的顶部时，原子级薄的BN纳米片紧密地跟随它们的轮廓，使得等离子体热点被保留。电绝缘的BN纳米片也可以作为阻挡层，以消除金属引起的SERS干扰。此外，表面覆盖BN纳米片的SERS基底显示出优异的长期可重复使用性。因此，SERS基底的灵敏度、重现性和可重复使用性可以大大提高。我们还表明，通过化学气相沉积产生的大BN纳米片可以用于扩大所提出的SERS衬底的实际应用。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall
Real Space Raman Spectroscopy of Graphene Isotope Superlattices
报道了化学气相沉积法制备的12 C/13 C石墨烯同位素超晶格的拉曼光谱。在大的周期的拉曼光谱对应于批量12 C和13 C的贡献的总和。然而，在小的周期，我们观察到的混合12 C/13 C模式的拉曼过程，涉及两个声子，这导致在2D和2D'拉曼峰的三倍的形成。在实空间拉曼光谱的框架中可以很好地理解这种三倍，其中两个发射的声子来自超晶格的不同区域。混合峰的强度随着超晶格半周期接近光激发电子-空穴对的平均自由程而增加。通过在6和225 nm之间改变超晶格周期，我们可以直接测量光激发电子平均自由程，发现悬浮石墨烯为18 nm，SiO2衬底上石墨烯为7 nm。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological properties of chains of magnetic impurities on a superconducting substrate: Interplay between the Shiba band and ferromagnetic wire limits
我们考虑一个结合了局域磁矩和超导衬底上的离域金属带的一维系统。这个系统可以描述具有定域极化轨道和离域类s轨道的磁性杂质链或具有嵌入磁性杂质的导线。我们研究了由磁矩和衬底之间的相互作用引起的一维Shiba带物理与超导体顶部的离域线状导带之间的相互作用。我们推导出一个有效的低能哈密顿量的两个耦合的非对称Kitaev类哈密顿量，并分析其拓扑性质。我们已经发现，这个系统可以主机多个马约拉纳束缚态在其极端提供了一个磁镜对称性。我们根据磁交换相互作用、杂质距离，特别是两个能带之间的耦合计算了系统的相图。在存在的不均匀性，通常打破这种磁镜对称性，我们表明，Shiba和线离域拓扑带的共存可以驱动系统到一个非拓扑制度与分裂的马约拉纳束缚态。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Uniformly Distributed Fe$_2$O$_3$ Nanoparticles Thin Films Synthesized by Spray Pyrolysis
采用喷雾热分解技术，以水和二茂铁的二甲苯溶液为原料，在单晶硅和玻璃衬底上制备了均匀分布的Fe 2 O 3纳米颗粒薄膜。纳米颗粒的粒径分布在20 nm至30 nm的范围内。用X射线衍射、扫描电子显微镜和拉曼光谱技术对薄膜进行了表征。从两种基板上的电子显微镜图像可以明显看出生长膜的均匀性。用X射线衍射和吸收光谱分别研究了样品的结晶性和禁带宽度。使用633 nm和785 nm的两个激发波长对所制备的薄膜进行拉曼测量，以调查薄膜的均匀性的深度。波长相关的拉曼测量表明，该膜是均匀的跨膜的厚度在两个基板上。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Monitoring Electrostatically-Induced Deflection, Strain and Doping in Suspended Graphene using Raman Spectroscopy
静电门控提供了同时应变和掺杂原子级薄膜的优雅方法。在这里，我们报告了一个详细的\textit{in situ}拉曼散射研究石墨烯，悬浮在Si/SiO $_2$衬底。在这种分层结构中，石墨烯的拉曼G-和2D-模式特征的强度通过光学干涉效应被强烈调制，并且允许精确确定静电诱导的膜偏转，直到不可逆的塌陷。膜偏转成功地描述了机电模型，我们也使用它来提供有用的指南，器件工程。此外，静电诱导的拉伸应变是通过检查软化的拉曼功能。由于一个小的剩余电荷不均匀性$\sim 5\times 10^{10}~\rm cm^{-2}$，我们发现，非绝热异常声子软化是可以忽略不计相比，应变诱导声子软化。这些结果为二维纳米晶体中基于拉曼散射的创新读出方案开辟了前景。
2016-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of magnetic textures with spin-orbit coupled substrates
本研究探讨了薄膜中磁性织构与衬底的自旋轨道耦合（SOC）相互作用，发现两者对SOC的贡献并非简单相加，通过自旋电子学规范理论、局部电流计算和全局输运分析予以证实，并讨论了其对skyrmionics和拓扑超导性的影响。
2025-05-19 cond-mat.mes-hall
Surface-Enhanced Raman Spectroscopy of Graphene Integrated in Plasmonic Silicon Platforms with Three-Dimensional Nanotopography
将石墨烯与等离子体纳米结构集成导致多功能混合系统，其具有用于许多应用的增强的性能。在这项工作中，我们利用石墨烯显着的机械性能，将其与可扩展的3D等离子体纳米结构硅衬底相结合，增强了石墨烯与电磁辐射的相互作用。大面积的飞秒激光结构的硅纳米柱阵列，用金纳米颗粒装饰，与石墨烯集成，这符合衬底纳米形貌。我们在488，514，633和785 nm的激发波长，跨越整个可见光范围内获得拉曼光谱。对于所有激发波长，石墨烯的拉曼信号增强了2-3个数量级，类似于迄今为止测量的关于等离子体基片上石墨烯的表面增强拉曼光谱（SERS）的最高增强。此外，与传统的沉积和光刻方法相比，这里采用的制造方法依赖于硅在水中的单步、无掩模、成本有效、快速激光加工，适合于大规模制造。差分时域模拟阐明了衬底的3D形貌的优点。石墨烯与Au修饰的硅纳米柱的构象使得石墨烯能够从增加数量的纳米颗粒中近场采样。由于与纳米柱的协同效应，不同的纳米颗粒对于柱上的不同波长和位置变得更活跃，从而提供宽带增强。纳米结构等离子体硅是与石墨烯和其他2D材料集成的有前途的平台，用于传感，光子学，光电子学和医疗诊断领域的大面积混合纳米材料的下一代应用。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Energy dissipation mechanism revealed by spatially resolved Raman thermometry of graphene/hexagonal boron nitride heterostructure devices
了解二维范德华异质结构中载流子和声子的能量输运对于未来高能效二维纳米电子学的发展至关重要。在这里，我们进行了原位空间分辨拉曼测温电偏置石墨烯通道和hBN衬底上的能量耗散机制在石墨烯/hBN异质结构的研究。通过比较沿偏置石墨烯通道的温度分布与沿hBN衬底的温度分布，我们发现石墨烯和hBN之间的边界热阻在（1-2）x 10^（-7）m^（2）KW^（-1）的范围内，从空气中的~100 C到石墨烯在~600 C下开始分解。考虑电热传输模型以及在空气中进行的拉曼测温表明，在强电场下发生的局部掺杂在高达T ~ 600 C的石墨烯/hBN器件的能量耗散中起着至关重要的作用。
2017-11-18 cond-mat.mes-hall
Hyperspectral imaging with Raman scattered photons: A new paradigm in Raman analysis
表面增强拉曼光谱是分析科学和技术的一项重要技术，其中分析物的放大拉曼光谱用于化学指纹。在这里，我们展示了一个工程分层基板中的等离子体激元活性区域被限制在微米级，二维六边形图案。因此，均匀涂覆基底的任何分析物的拉曼信号增强与2D图案具有高度配准。这种空间分离的增强允许仅使用来自分析物的拉曼散射光子对2D图案进行光学成像。虽然图案亮度和对比度决定分析物识别和检测灵敏度，但光谱选择性对比度允许调谐特异性。通过用罗丹明和荧光素采集拉曼图像证明了该技术的概念性证明，并最终应用于检测40 mM浓度的葡萄糖。使用基于机器学习的自动模式识别方案实现的阳性检测的大面积成像和空间均匀性的固有要求增加了分析物检测的统计置信度。这种同时进行的多点信号检测牺牲了连续的光谱信息，代价是速度、再现性和人为误差，这是通过自动检测这里提出的高光谱成像技术实现的。
2021-06-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Interaction between graphene and copper substrate: The role of lattice orientation
我们提出了一个全面的研究石墨烯生长的化学气相沉积铜单晶暴露（100），（110）和（111）面。通过拉曼光谱法使用一系列可见激发能和显微拉曼映射直接检查生长的石墨烯，显示了单个Cu表面的不同应变和掺杂水平。拉曼映射与X射线衍射技术和原子力显微镜的结果比较表明，它既不是晶体质量，也不是负责特定的应变和掺杂值的表面形貌，但它是铜晶格取向本身。我们还报告了一个非常窄的拉曼二维带宽所造成的石墨烯和金属衬底之间的相互作用。这种极窄的二维带的出现与Cu（100）和（110）表面上的平坦和未掺杂区域相关，其半峰全宽（FWHM）低至16 cm-1。在Cu（111）上的通常压缩的（约0.3%的应变）和n掺杂的（约250 meV的费米能级位移）石墨烯显示出约20 cm-1的2D带FWHM最小值。相比之下，在相同条件下在Cu箱上生长的石墨烯反映了多晶表面的异质性，并且其2D带因此更宽，FWHM > 24 cm-1。
2014-01-31 cond-mat.mes-hall
Electrical transport properties of small diameter single-walled carbon nanotubes aligned on ST-cut quartz substrates
介绍了一种方法来分离和测量ST切割石英上排列的单个单壁碳纳米管（SWNT）在室温至2 K范围内的电输运性质。拉曼光谱和原子力显微镜（AFM）的测量单壁碳纳米管的直径和手性准确地定义。观察到单壁碳纳米管的共振拉曼光谱的G-带的显著上移，其随着单壁碳纳米管直径的增加而增加，并且表明与石英衬底的强相互作用。直径为0.84 nm的半导体单壁碳纳米管在低温下表现出Tomonaga-Luttinger液体和库仑阻塞行为。另一个半导体单壁碳纳米管，具有0.68 nm的较薄的直径，表现出从半导体状态的转变，在低温下的绝缘状态。这些结果阐明了这种独特结构中单壁碳纳米管的一些电学性质，并有助于为未来的器件应用铺平道路。
2014-08-23 cond-mat.mes-hall
Deposition of defected graphene on (001) Si substrates by thermal decomposition of acetone
我们目前的沉积和表征缺陷石墨烯的化学气相沉积（CVD）方法的结果。碳/含碳自由基的来源是在Ar主气流中热分解的丙酮（C2 H6 CO）。沉积发生在（001）Si衬底上，温度约为1150- 1160 ℃。我们通过拉曼光谱确定了沉积在两种类型的中间层上的单层至少层缺陷石墨烯的存在，所述两种类型的中间层具有不同的表面形态并且由混合的sp2和sp3杂化碳组成。通过XPS、XRD、GIXRD和SEM对中间层进行了研究，确定了不同的物相组成：i）以类金刚石为主的膜，由一些残余的SiC、SiO_2等组成;（2）由少量C_（60）/C_（70）富勒烯和残余的Si-O-、C=O等物种组成的sp_2占主导地位的膜。偏振拉曼研究证实了在主要无定形碳夹层上存在许多单层缺陷石墨烯区域，其尺寸大于几微米。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Interplay of screening and superconductivity in low-dimensional materials
库仑相互作用的定量描述开发的二维超导材料，使我们能够比较内在与外部屏蔽效应，如那些由于基板。使用的掺杂单层的二硫化钼嵌入在一个可调的介电环境中的例子，我们证明了外部屏蔽的影响是有限的长度尺度，从下面的准二维材料的有效厚度和从上面的固有的屏蔽长度的范围。因此，它被发现，非常规的库仑驱动的超导性不能诱导在二硫化钼单独通过调整衬底的属性。我们对延迟Morel-Anderson库仑势{μ*}的计算表明，库仑相互作用（由约化层厚度和衬底性质重整化）可以改变单层MoS 2中电子-声子驱动超导相的起始位置，但对最佳掺杂下的临界温度没有显著影响。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiphonons resonance Raman scattering in Landau-quantized graphene
本文利用Huang-Rhys模型研究了极性衬底上石墨烯朗道能级间的多声子共振拉曼散射。我们不仅介绍了单个和多个表面光学（SO）声子散射，而且提出了由SO声子和纵向声学声子组成的组合多声子散射（CMS）。我们发现，CMS有一个蓝移行为随着磁场的增加，不同于这些SO声子共振散射在特定的磁场。这种行为可以用来解释实验中光学声子共振散射拉曼光谱肩部的变化。该理论模型可以扩展到二维材料拉曼光谱的精细结构分析。
2017-11-30 cond-mat.mes-hall
Random strain fluctuations as dominant disorder source for high-quality on-substrate graphene devices
我们已经进行了系统的调查，通过石墨烯六方氮化硼（hBN）基板上的运输，连同共焦拉曼测量和有针对性的理论分析，以确定在这个系统中的主要来源的障碍。许多设备上的低温运输测量揭示了明确的载流子迁移率$μ$和周围的电荷中性的电阻峰的宽度$n^*$之间的相关性，表明电荷散射和密度不均匀性源于相同的微观机制。弱局域化的研究明确地表明，这种机制是与一个长期的无序势，并提供了明确的指示，随机伪磁场，由于应变是占主导地位的散射源。空间分辨拉曼光谱测量证实了局部应变波动的作用，因为拉曼2D峰的线宽-包含石墨烯中存在的局部应变波动的信息-与观察到的最大迁移率值相关。应变的重要性得到证实的$μ$和$n^*$之间的关系的理论分析，显示如何本地应变波动再现实验数据在定量水平，与$n^*$确定的标量变形势和$μ$的随机伪磁场（一致的结论从分析弱本地化）。在整个研究过程中，我们比较了hBN衬底上的器件与SiO $_2$和SrTiO $_3$上的器件的行为，并发现针对hBN情况得出的所有结论与在这些其他材料上进行的观察是一致的。这些观察结果表明，随机应变波动是许多不同衬底上高质量石墨烯无序的主要来源，而不仅仅是六方氮化硼。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall
Enhanced Raman scattering of graphene using double resonance in silicon photonic crystal nanocavities
我们证明了增强拉曼散射从石墨烯的二维光子晶体使用双共振，这源于同时增强的本地化导模和腔模式。通过调节光子晶体的腔参数，可以将双共振调谐到G'拉曼散射。激发波长依赖性的测量表明，一个大的拉曼峰增强时，激发和发射波长满足双共振条件。此外，进行空间成像测量，以确认增强是本地化的腔，我们发现，增强的拉曼强度是60倍大相比，基板上的拉曼信号。观察到的拉曼散射的腔增强为硅光子学的石墨烯基光源的开发开辟了新的可能性。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
All-Optical Blister Test of Suspended Graphene Using Micro-Raman Spectroscopy
我们报告了一个全面的显微拉曼研究的加压悬浮石墨烯膜密封的圆形坑，蚀刻在Si/SiO $_2$基板。将样品放置在均匀的压力负载下导致石墨烯膜的膨胀和随后的主要拉曼特征的软化，这是由于拉伸应变。在这样的微腔中，拉曼特征的强度非常敏感地取决于石墨烯膜和Si衬底之间的距离，Si衬底充当腔的底部反射镜。因此，作为压力负荷的函数的G-和2D-模式特征的强度的空间分辨分析允许直接重构泡罩轮廓。然后推导出在每个压力载荷下的平均应变，并分别确定拉曼G模和2D模的$1.8\pm0.2$和$2.4\pm0.2$的Grüneisen参数。此外，如理论上预测的，测量的泡罩高度与压力负荷的立方根成比例。这种缩放的验证提供了一种直接和准确的确定石墨烯的杨氏模量与纯光学，因此非接触和微创的方法。我们发现单层石墨烯的杨氏模量为$(1.05\pm 0.10) \rm TPa$，与以前的纳米压痕测量完美匹配。这种全光学方法为使用石墨烯的压力传感开辟了道路，并且可以很容易地适应其他新兴的二维材料和纳米谐振器。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall
Negative Thermal Expansion Coefficient of Graphene Measured by Raman Spectroscopy
在200 ~ 400 K的温度范围内，利用变温拉曼光谱技术对单层石墨烯的热膨胀系数（TEC）进行了估算.发现它强烈地依赖于温度，但在整个温度范围内保持为负，室温值为-8.0x10 ^{-6} K^{-1}。由石墨烯和衬底之间的TEC失配引起的应变在确定石墨烯的物理性质中起着至关重要的作用，因此在解释在低温或高温下获得的实验数据时必须考虑其影响。
2011-07-13 cond-mat.mes-hall
Interplay between interferences and electron-electron interactions in epitaxial graphene
我们通过分析低温电导率，分离了在4 H-SiC衬底的C面上生长的外延石墨烯器件中的局部化和相互作用效应。弱本地化和反本地化提取在低磁场，消除后的几何磁阻和扣除的磁场依赖的Drude电导率。在较高的磁场中提取电子-电子相互作用校正，其中局部化效应消失。这两种现象都很弱，但规模很大，数量级相同。如果与二氧化硅上的石墨烯相比，则外延石墨烯上的电子电子相互作用不会因SiC衬底的较大介电常数而显著降低。
2011-04-28 cond-mat.mes-hall
Fractal nanostructures with the Hilbert curve geometry as a SERS substrate
提出了一种基于自相似分形空间填充曲线的新型表面增强拉曼散射测量基底。作为一个例子，我们从理论上研究了杂质半导体纳米结构的介电响应特性，其中导电电子被捕获在具有希尔伯特曲线几何形状的有效电势中。我们已经发现，该系统可以表现出特定的二维或一维系统的感应电荷分布，这取决于外加场的频率。我们已经证明，随着陷获势深度的增加，系统的共振频率反直觉地向低频移动。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
