Anomalous polarization dependence of Raman scattering and crystallographic orientation of black phosphorus
我们研究了五种不同激发波长下黑磷（BP）中拉曼模式的偏振依赖性。通过比较偏光显微镜和高分辨率透射电子显微镜分析确定晶体取向。在偏振拉曼光谱中，无论激发波长或样品厚度如何，B2g模式都显示出相同的偏振依赖性。另一方面，Ag 1和Ag 2模式显示出依赖于激发波长和样品厚度的特殊偏振行为。厚度依赖性可以通过考虑由于BP晶体的双折射和二向色性引起的各向异性干涉效应来解释，但是波长依赖性不能解释。我们提出了一个简单的和失败的程序来确定BP晶体的取向结合偏振拉曼散射偏振光显微镜。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Low-frequency Interlayer Breathing Modes in Few-layer Black Phosphorus
黑磷（BP）作为一种新型的二维层状材料，在纳米电子学和纳米光电子学领域具有广阔的应用前景。我们利用拉曼光谱和第一性原理首次报道了我们在少层BP中与低频（LF）层间呼吸模式（<100 cm-1）相关的发现。通过对激光偏振依赖性的研究和群论分析，将呼吸模归属于Ag对称性。与高频（HF）拉曼模式相比，LF呼吸模式对层间耦合更敏感，因此它们的频率显示出更强的层数依赖性。因此，它们可以被用作探测少层BP的晶体取向和厚度的有效手段。此外，温度依赖性的研究表明，呼吸模式具有谐波行为，与HF拉曼模式，这是已知的表现出非谐性。
2015-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Edge phonons in black phosphorus
剥离黑磷是近年来出现的一种新型二维晶体，由于其独特的各向异性晶体结构和电子能带结构，在电子学、光电子学和光子学领域具有潜在的重要应用。尽管层状晶体的边缘具有一系列奇异特性，其表征和开发对于器件开发至关重要，但黑磷的边缘仍然很难表征。本文利用拉曼光谱和密度泛函理论计算，对不同黑磷边缘附近的原子结构和声子行为进行了实验和理论研究。偏振拉曼结果显示在样品的边缘出现了新的模式，它们的光谱依赖于边缘的原子结构（锯齿形或扶手椅形）。理论模拟证实了这些新的模式是由于体材料中的边缘声子态所引起的，并且起源于晶格终止重排。
2016-04-29 cond-mat.mtrl-sci
In-plane uniaxial strain in black phosphorus enables the identification of crystalline orientation
各向异性黑磷（BP）晶轴的确定是研究其物理性质及其光学和电子应用的关键。在这里，我们表明，通过施加面内单轴应变和测量拉曼位移的变化，可以可靠地确定BP的晶轴。应变对拉曼位移的影响是角度依赖的，可以表示为锯齿形和扶手椅应变下的拉曼响应的组合。与以往的偏振光谱方法不同，该方法不依赖于激光偏振态、激发波长、样品厚度和可拉伸基底材料。此外，从拉伸基板施加在BP上的有效应变估计，表明只有20%至40%的应变可以有效地转移到BP薄片从聚对苯二甲酸乙二醇酯基板。我们的方法不仅提供了一个有效的和通用的方法来识别层状BP的晶体取向，但也是一个模型，以提取额外的信息，在应变相关的研究，并可以扩展到其他二维各向异性材料。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium spin injection in monolayer black phosphorus
单层黑磷（MBP）是一种新兴的电子材料，具有直接带隙和相对较高的载流子迁移率。在这项工作中，我们报告的非平衡自旋注入和自旋极化量子输运的MBP铁磁Ni接触，在二维磁隧道结构的理论研究。我们调查的物理性质，如自旋注入效率，隧道磁电阻比，自旋极化电流，电荷电流和传输系数作为外部偏置电压的函数，对于两种不同的器件接触结构，其中MBP接触Ni（111）和Ni（100）。虽然这两种结构都被预测为提供可观的自旋极化量子输运，但Ni（100）/MBP/Ni（100）三层具有优越的性质，其中自旋注入和磁阻比相对于偏置电压保持几乎恒定的值。通过对非平衡态下透射谱的分析，理解了非平衡态下的量子输运现象。
2016-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Transient Electron Trapping in Phosphorus-doped Silicon
电子自旋进动的实验证据表明，在全电子器件的掺磷硅沟道中的电子自旋进动同时表明了两个不同的过程：（i）由于从注入器到检测器的纯导带传输而导致的短时间尺度（~ 50 ps），以及（ii）由于浅杂质陷阱中的捕获/再发射相关延迟而导致的长时间尺度（~ 1 ns）。这种现象的起源，通过温度，电压和电子密度依赖性测量检查，建立通过比较的数值模型，并示出揭示参与亚稳态激发态的磷杂质光谱。因此，这项工作表明，有可能使宏观自旋输运的研究有关的量子制度的个别自旋相互作用与杂质的设想为量子信息应用。
2011-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Power dissipation and electrical breakdown in black phosphorus
我们报告的工作温度和加热系数测量在多层黑磷设备作为注入的电功率的函数。通过结合显微拉曼光谱和电输运测量，我们观察到了高达600 K的线性温升，功耗率为0.896 K μm^3/mW。通过进一步提高偏压，确定了器件的击穿阈值功率和击穿温度，并利用扫描电镜和原子力显微镜对导致器件失效的黑磷层断裂进行了分析。研究结果将有利于基于新型二维材料的电子学和光电子学的研究与开发。
2015-07-02 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure polymeric nitrogen allotrope with the black phosphorus structure
多氮相的研究对于基础科学和新型高能量密度材料的设计具有重要意义。在金刚石对顶砧单元中，在140 GPa下激光加热纯氮导致具有黑磷结构的聚合氮同素异形体bp-N的合成。利用同步辐射单晶X射线衍射原位鉴定了该结构，并通过拉曼光谱和密度泛函理论计算进一步研究。bp-N的发现使氮与较重的氮族元素一致，解决了关于聚合氮相的不一致性，并提供了对极端密度下多氮排列的见解。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Excitons in atomically thin black phosphorus
利用拉曼光谱和光致发光光谱研究了在氩气气氛下机械剥离块状晶体得到的单层黑磷的光学性质。拉曼光谱，在原位进行相同的薄片的光致发光测量，证明了单层字符的研究样品。的发射光谱，占主导地位的激子效应，显示预期的平面各向异性。由于不同的介电屏蔽，发射能量取决于薄片放置在其上的基底的类型。最后，随着温度的升高发射的蓝移很好地描述了使用两个振荡器模型的带隙的温度依赖性。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Breathing and Shear Modes in Few-Layer Black Phosphorus
研究了少层黑磷中层间呼吸模和层间剪切模的对称性和晶格动力学性质。利用偶层和奇层少层黑磷的对称群来确定层间模的不可约表示和红外及拉曼活性。应用价力场模型计算了层间呼吸和剪切模的本征矢量和频率，并用原子链模型解释了这些本征矢量和频率。黑磷的各向异性褶皱配置导致两个层间剪切模式的高度各向异性的频率。更具体地，垂直于褶皱的方向上的剪切模式的频率小于平行于褶皱的方向上的剪切模式的一半。我们还报告了一组层间模式具有相同的频率为所有的层数N=3i的整数i的几层黑磷，因为它们的集体振动位移。集体模式的旋光性支持可能的实验识别这些模式。
2014-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Understanding angle-resolved polarized Raman scattering from black phosphorus at normal and oblique laser incidences
由于双折射和线性二向色性效应，各向异性层状材料（ALMs）中标准群论方法对各向同性材料中声子角分辨偏振拉曼（ARPR）强度的选择规则将被打破。这两种效应导致入射激光的偏振和强度与深度相关，并在ALM内散射信号，从而使预测ARPR强度在任何激光入射方向的挑战。在此，以面内各向异性黑磷为原型，我们开发了一个所谓的双折射线性二向色性（BLD）模型，定量地了解它的ARPR强度在垂直和倾斜的激光入射由同一套真正的拉曼张量为一定的激光激发。在复折射率下考虑了双折射和线性二向色效应后，不需要拟合参数。提出了一种根据菲涅耳$'$定律，由沿其主轴的相对拉曼强度和入射角分辨反射率分别实验确定真实拉曼张量和复折射率的方法。结果表明，先前报道的在垂直激光入射下沉积在多层基底上的Al 2 O3/Al 2 O3薄片的ARPR强度也可以基于BLD模型通过考虑入射激光的深度依赖性偏振和强度以及由Al 2 O3薄片内的双折射和线性二向色性效应以及多层结构中的干涉效应引起的散射拉曼信号来理解，其取决于激发波长、ALM薄片的厚度和基底的介电层。这项工作可以普遍适用于任何不透明的各向异性晶体，提供了一个有前途的路线来预测和操纵相关的声子的偏振行为。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultralow-frequency collective compression mode and strong interlayer coupling in multilayer black phosphorus
黑磷（BP）作为一种二维2D层状材料的最近复兴，在其可调的电子带隙和高度各向异性的输运特性，为器件应用提供了新的机会，产生了巨大的兴趣。许多这些杰出的性能归因于其独特的结构特征，仍然需要阐明。在这里，我们展示了拉曼测量，揭示了超低频集体压缩模式（CCM），这在类似的2D分层材料中是前所未有的。这种新的CCM表明，异常强的层间耦合BP，这是定量支持的声子频率分析和第一性原理计算。此外，CCM和低频拉曼模式的另一个分支随着层数的变化而敏感地移动，从而可以精确确定高达数十个原子层的厚度，这比以前通过使用高频拉曼模式实现的厚度高得多。这些结果提供了基本的见解和实用的工具，探索多层BP在新的设备应用。
2015-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of thin-film black phosphorus on a flexible substrate
我们报告了一种可扩展的方法来合成一个大面积（高达4毫米）的薄黑磷（BP）薄膜上的柔性基板。我们首先在柔性聚酯基底上沉积一层赤磷（RP）薄膜，然后在室温下在高压多砧室中将其转化为BP。拉曼光谱和透射电子显微镜测量证实了形成的纳米晶体BP薄膜的厚度约为40 nm。光学表征表明，在转换BP的带隙约为0.28 eV，在剥离的薄膜中测得的带隙类似。薄膜BP晶体管表现出约0.5 cm 2/Vs的场效应迁移率，这可能会进一步提高在高温下的转换过程的优化。我们的工作为将来大规模、高质量的薄膜黑磷的示范开辟了道路。
2015-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Origins of electromagnetic anisotropy in monolayer black phosphorus
与经验观察相反，最低阶$k\cdot\hat{p}$理论预测单层黑磷（“磷烯”）在带隙能量处完全不受荧光偏振光激发的影响。利用对称性参数，我们推导出了包含高阶修正的$k\cdot\hat{p}$形式下的$2\times2$哈密顿量，它被用来表明实验测量的具有锯齿偏振的带隙跃迁由带间光学矩阵元中的三阶$k\cdot\hat{p}$微扰主导，而在这种材料中自旋-轨道相互作用的影响可以忽略不计，与对$\textit{g}$因子的微小轨道反磁性贡献一致。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of Solar Cell Efficiencies of Black Phosphorus and Silicon at the Nano and Micro Scales from First-Principles Calculations
本文通过第一性原理计算比较硅与黑磷在不同厚度下的太阳能电池效率，发现微米尺度硅占优而纳米尺度黑磷占优，揭示了材料厚度对效率的关键影响。
2024-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon interactions and tensor analysis in topological insulator bismuth telluride using angle resolved polarized Raman spectroscopy
本研究采用角分辨偏振拉曼光谱结合经典与量子方法分析单晶碲化铋的拉曼张量，发现其c轴微分极化率更高且光子-声子相互作用各向异性，为理解该材料支撑热电与拓扑性能的晶格动力学提供关键依据。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Dependent Polarized Raman Spectra of CaFe2O4
在20 ~ 520 K温度范围内，用几种不同的散射组态测量了CaFe_2 O_4的拉曼光谱，并确定了所有拉曼谱线的对称性。通过与晶格动力学计算结果的比较，将Ag和B2 g线归属于确定的声子模。在磁有序温度TN = 160 K附近没有观察到声子参数的异常。
2003-10-16 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
Polarized Raman and photoluminescence studies of a sub-micron sized hexagonal AlGaN crystallite for structural and optical properties
偏振拉曼光谱能够确认样品的晶相和晶体取向。在这种情况下，除了晶体学X射线和电子衍射工具，偏振拉曼光谱和相应的光谱成像可以是一个有前途的晶体学工具，用于确定晶相和取向。采用常压化学气相沉积技术，在富氮条件下，利用自催化气固工艺生长了亚微米尺寸的六方AlGaN微晶。微晶用于不同晶体取向的偏振拉曼光谱以及光谱成像研究。从偏振拉曼光谱的研究结果表明，亚微米尺寸的六方AlGaN微晶的单晶性质。不同的结晶取向的微晶的光学性质进行了研究，使用偏振光致发光测量。提出了内晶场对光致发光光谱的影响，以解释首次报道的发射强度分裂的独特观察，在c-平面取向的单晶AlGaN微晶的情况下，相比于m-平面取向的微晶。
2016-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Halide perovskites under polarized light: Vibrational symmetry analysis using polarized Raman
在过去的十年中，杂化有机-无机卤化物钙钛矿已经成为用于光致发光和其他光电应用的新型半导体。与标准的四面体键合半导体（例如Si和GaAs）不同，卤化物钙钛矿中的离子热波动（即结构动力学）与电子动力学强烈耦合。因此，获得有关晶体内原子运动性质的准确和详细的知识至关重要。由于卤化物钙钛矿的低热稳定性和复杂的温度依赖性结构相序列，这已被证明是具有挑战性的。在这里，这些挑战被克服，并提供了一个详细的分析模式的对称性在低温正交相的甲基铵碘化铅。拉曼测量使用线性和圆偏振光在1.16 eV的激发相结合的密度泛函微扰理论（DFPT）。通过拉曼偏振-取向依赖性的迭代分析和DFPT模式分析，确定晶体取向。随后，占双折射效应检测使用圆偏振光激发，所有观察到的拉曼活性模式在10 K的对称性进行分配。
2019-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Unfolding femtoscale ionic movement in CuO through polarized Raman spectroscopy
最近，CuO被认为是一种潜在的具有高转变温度的多铁性材料。基于自旋电流和离子位移的竞争模型被调用来解释CuO中的铁电性。预测离子位移的理论模型表明，离子的位移基本上是沿着b轴，幅度很小（~10-5 Ω）。实验检测在特定方向上的如此小幅度的位移是极其具有挑战性的。通过我们对CuO外延膜的详细的偏振拉曼光谱研究，我们验证了理论研究，并提供了沿b轴位移的直接证据。我们的研究为高温多铁性化合物的研究做出了重要贡献，并首次展示了偏振拉曼散射在飞秒尺度上探测离子位移的应用。
2019-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Effect of van der Waals interactions on the structural and elastic properties of black phosphorus
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了正交黑磷的结构和弹性性质。的结构参数已被计算使用局域密度近似（LDA），广义梯度近似（GGA），并与几个色散校正，包括范德华相互作用。与实验结果相比，色散修正改善了LDA和GGA的晶格参数。计算再现压力下的实验趋势，并表明范德华相互作用是最重要的结晶b轴，在这个意义上说，他们有最大的影响磷层之间的键合。弹性常数的计算，并发现与实验值吻合良好。计算出的C $_{22}$弹性常数显著大于C $_{11}$和C $_{33}$参数，这意味着黑磷沿a轴比沿b轴和c轴对应变更硬。由计算的弹性常数，得到了材料的体积模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比等力学性质。计算得到的喇曼激活光学声子频率及其压力变化与实验结果吻合得很好。
2012-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Isolation and characterization of few-layer black phosphorus
分离和表征的机械剥离的黑磷薄片的厚度下降到两个单层。已经开发了机械剥离方法的修改，其提供比常规机械剥离更高的原子级薄片的产率。我们提出了一般的指导方针，以确定使用光学显微镜，拉曼光谱和透射电子显微镜的层数在一个快速和可靠的方式。此外，我们证明，剥离的薄片是高度结晶的，它们是稳定的，即使在独立的形式，通过拉曼光谱和透射电子显微镜测量。通过密度泛函理论计算发现，能带结构具有很强的厚度依赖性。激子结合能，在有效质量近似下，也计算了不同层数。我们的计算结果的光学间隙是一致的初步的光致发光的薄片上的结果。最后，我们研究了黑磷薄片的环境稳定性，发现该薄片是非常亲水的，并且长期暴露于空气水分中会将黑磷蚀刻掉。尽管如此，我们证明了薄片的老化是足够慢的，以允许制造具有强双极行为的场效应晶体管。密度泛函理论的计算也使我们对水引起的黑磷的结构和电子性质的变化有了更深入的了解。
2014-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Phonon-mode Dependence in Polarized Raman Spectroscopy of Topological Weyl Semimetal TaP
拓扑外尔半金属由于其手性外尔费米子和表面费米弧等独特的光学和输运特性而引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们提出了角分辨拉曼光谱的TaP，一个典型的非中心对称的WSM，五个激发波长范围从364到785 nm。拉曼活性模式$A_1$、$B_1^1$和$B_1^2$模式表现出两个超出常规拉曼理论的主要独特特征。首先，拉曼活性模式的相对强度作为激发波长的函数而变化。第二，角分辨偏振拉曼光谱显示出与拉曼张量理论的系统偏差。特别是，$B_1^1$模式是不存在的633 nm激发，而$B_1^2$模式显示出不寻常的双重对称性，而不是一个四重对称488，532，和633 nm激发。这些非常规现象归因于拉曼过程中的干涉效应，由于存在多个具有几乎相同能量但不同对称性的载流子袋。
2020-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Photodegradation and Thermal Effects in Violet Phosphorus
本文系统研究了紫磷的光降解与热效应，揭示了波长和光照时长对降解速率的影响，并通过低温光致发光和变温拉曼光谱阐明了激子行为及高温稳定性，为紫磷光电子应用提供了依据。
2023-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Mid-infrared polarized emission from black phosphorus light-emitting diodes
中红外（MIR）光谱范围在民用和军事应用中具有巨大的用途。在此范围内的大量振动吸收带可用于气体传感、过程控制和光谱学。此外，在大气中存在透明窗口，例如在3.6-3.8 $μ$ m之间的透明窗口，这对于自由空间光通信、测距和热成像是理想的。许多不同的半导体平台已经用于MIR光发射。这包括InAsSb/InAs量子阱，InSb/AlInSb，GaInAsSbP五元合金，以及III-V族化合物的子带间跃迁。然而，这些方法是昂贵的，并且缺乏在硅和绝缘体上硅平台上集成的潜力。在这方面，二维（2D）材料是特别有吸引力的，因为它们可以很容易地异质集成。这些材料中相邻原子层之间的弱相互作用允许在任意衬底上沉积，并且范德华异质结构使得能够设计具有目标光电性质的器件。在这封信中，我们展示了一种基于二维半导体黑磷（BP）的发光二极管（LED）。该器件由BP/二硫化钼（MoS $_2$）异质结组成，在$λ$ = 3.68 $μ$ m处发射偏振光，室温内、外量子效率（IQE和EQE）分别为~1 $\%$和$\sim3\times10^{-2}\%$。利用层数、应变和电场来调节BP的带隙以及因此的发射波长的能力使其成为用于MIR发射的特别有吸引力的平台。
2019-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Bismuth-content dependent of the polarized Raman spectra of the InPBi alloys
利用高分辨偏振拉曼散射测量系统地研究了InP_（1-x）Bix（0<x<2.46%）三元合金的光学性质。在所有样品中均发现了类InP和类InBi的光学振动模式（LO），这表明大部分Bi原子被掺入晶格位置以取代P原子。随着Bi含量的增加，类InBi拉曼模式的强度呈指数增长。观察到类InP纵向光学振动模的线性红移为1.1cm-1，而类InP光学振动泛音（2LO）的线性红移几乎增加了一倍。此外，通过比较Z（X，X）Z和Z（X，Y）Z拉曼光谱的差异，发现所有样品中均存在纵向光学等离子体耦合（LOPC）模，且其强度与电子浓度成正比。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced topological phase transitions in strained black phosphorus
采用Floquet理论和第一性原理计算相结合的方法研究了黑磷（BP）在压缩应变下的光致拓扑相变。通过改变入射激光的方向、强度和频率，可以实现Floquet-Dirac半金属和Floquet拓扑绝缘体等有趣的光修饰电子态的设计。值得注意的是，可以通过照射圆偏振激光（CPL）实现从I型到II型Floquet-Dirac费米子的可调谐TPT，其起源是光学斯塔克效应。此外，光诱导Floquet-Dirac相被证明是主机拓扑表面态，表现出非平衡电子输运的方向锁定的CPL.这一工作提供了有用的指导实验观测Floquet TPT，并扩展了光电子学应用BP的非平衡制度。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Solvent Exfoliation of Electronic-Grade, Two-Dimensional Black Phosphorus
二维（2D）黑磷（BP）（通常称为磷烯）的溶液分散体通过溶剂剥离来实现。这些原始的电子级BP分散液是在密封的尖端超声系统中用无水有机溶剂生产的，避免了BP通过溶剂化氧或水发生降解。在常规溶剂中，发现N-甲基吡咯烷酮（NMP）可提供稳定的高浓度（约0.4 mg/mL）BP分散体。原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和X-射线光电子能谱学表明，溶剂剥离的BP纳米片的结构和化学性质与机械剥离的BP薄片相当。此外，来自液相处理的残留NMP抑制环境条件下BP氧化的速率。溶剂剥离的BP纳米片场效应晶体管（FET）表现出双极行为，电流开/关比和迁移率分别高达~10000和~50 cm^2/（V*s）。总的来说，这项研究表明，稳定的，高度浓缩的，电子级的2D BP分散体可以通过可扩展的溶剂剥离来实现，从而为大面积，高性能的BP器件应用提供了机会。
2015-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Polarized Temperature Dependent Raman Study of Bi2Te3-Cr2Ge2Te6 heterostructure and the Ferromagnetic Insulator Cr2Ge2Te6
Cr2 Ge 2 Te 6几十年来一直受到关注，因为它是少数几种铁磁绝缘体之一。最近，这种材料已被重新审视，由于其作为衬底的拓扑绝缘体的Bi 2 Te 3的潜力。这使得研究拓扑绝缘体中的反常量子霍尔效应成为可能，并为新型自旋电子器件提供了一条途径。为了探索这两种材料的兼容性，我们使用偏振变温拉曼显微镜研究Bi 2 Te 3-Cr2 Ge 2 Te 6异质结构以及Cr2 Ge 2 Te 6的声子动力学。我们发现的Cr2 Ge 2 Te 6声子的温度依赖性的结果主要从非谐性，虽然也观察到一个小的磁弹性耦合。我们的研究结果证实了潜在的Cr2 Ge 2 Te 6作为拓扑绝缘体的衬底。
2014-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Chiral phonons: circularly polarized Raman spectroscopy and $\textit{ab initio}$ calculations in a chiral crystal tellurium
近年来，具有手征性的声子（手征声子）引起了人们极大的关注。手征声子具有角动量和赝角动量。在圆偏振拉曼光谱中，$Γ_3$模式的峰分裂在反向散射配置中沿着手性晶体的主轴是可检测的。此外，当入射和散射的圆偏振光的赝角动量反转时，会发生峰分裂。到目前为止，已经观察到二元晶体中的手征声子，而一元晶体中的手征声子还没有被观察到。在这里，我们观察手征声子在手征一元晶体Te。通过$\textit{ab initio}$计算得到了Te中声子的赝角动量。由此验证了喇曼散射中赝角动量的守恒定律。从这个守恒定律出发，我们确定了手性晶体的旋向性。我们还评估了真正的手征的声子使用的措施与对称性类似的一个电的环形螺旋。
2023-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Ni/Mn cation order on the spin-phonon coupling in multifunctional La2NiMnO6 epitaxial films by polarized Raman spectroscopy
我们报道了Ni/Mn有序化对多功能La 2NiMnO 6中自旋-声子耦合的影响。三种类型的膜与不同层次的结构顺序，包括远程Ni/Mn阳离子顺序，阳离子无序，和有序和无序相的混合物，比较偏振显微拉曼光谱和磁力计。每一种薄膜都显示出对偏振态的强烈依赖性和一组独特的拉曼活性声子激发。长程阳离子有序化导致了拉曼活性声子峰的分裂，这是由于布里渊区折叠和对称性降低。声子模式软化开始清楚地在不同的温度下，每个样品揭示了强大的自旋-晶格相互作用。在有序薄膜中，它紧密地遵循磁化曲线。与混合物和有序膜不同，阳离子无序膜的软化行为受到强烈抑制。这些差异可以基于由于局部Ni/Mn阳离子有序化引起的自旋-自旋关联函数的幅度变化来理解。
2009-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Spatially Resolved Determination of Thermal Conductivity by Raman Spectroscopy
我们回顾了拉曼位移方法作为一种非破坏性的光学工具，调查的热导率，并展示了可能性，通过研究热电应用的薄膜和散装材料映射这个数量与微米分辨率。在这种方法中，聚焦的激光束既热激发样品，又在激发点处经历拉曼散射。测量的声子能量的温度依赖性被用作本地温度计。我们讨论的温度测量是一个有效的，并描述如何推导出的热导率从单一的温度测量到完整的温度图，与热扩散的分析或数值处理的帮助。我们验证的方法及其分析3-和2-维单晶样品，然后将其应用到更复杂的硅基材料。研究了掺磷激光烧结Si 78 Ge 22纳米颗粒的悬浮薄介孔膜，以从有效温度中提取面内热导率，测量为到散热器的距离的函数。使用迭代的多重网格高斯-赛德尔算法的实验数据可以被建模，产生0.1 W/m K的热导率归一化后的孔隙率。作为第二个应用程序，我们映射的磷掺杂的三维块体纳米晶硅样品，表现出各向异性和富氧沉淀物的表面。低至11 W/m K的热导率被发现在该地区的沉淀物，显着低于17 W/m K在周围的矩阵。目前的工作作为一个基础，更经常地使用拉曼位移方法作为一个通用的工具，用于热导率的调查，无论是高，低热导率和各种几何形状的样品。
2014-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Band Gap and Anisotropic Optical Response in Few-layer Black Phosphorus
我们报告了准粒子带隙，激子，和高度各向异性的光学响应的几层黑磷（磷烯）。结果表明，这些新材料表现出独特的多电子效应，电子结构基本上是沿一维分散，导致特别增强的自能校正和激子效应。此外，在宽的能量范围内，包括红外线和部分可见光，少层黑磷吸收沿结构的扶手椅方向偏振的光，并且对沿Z字形方向偏振的光是透明的，使它们成为用于应用的可行的线偏振器。最后，堆叠中包含的磷烯层的数量控制材料的带隙、光吸收光谱和宽范围内的各向异性偏振能量窗口。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Black Arsenic-Phosphorus: Layered Anisotropic Infrared Semiconductors with Highly Tunable Compositions and Properties
在过去的十年中，具有不同性质的二维（2D）层状材料引起了人们极大的兴趣。到目前为止，发现的层状材料已经覆盖了从半金属石墨烯、绝缘氮化硼到带隙从中红外到可见光的半导体的广泛但不连续的电磁光谱范围。在这里，我们介绍新的层状半导体，黑砷磷（b-AsP），具有高度可调的化学成分和电子和光学特性。运输和红外吸收的研究表明，半导体性质的b-AsP与可调的带隙，范围从0.3至0.15 eV。这些带隙落入长波红外（LWIR）区域，并且不能被其他层状材料容易地达到。此外，偏振分辨红外吸收和拉曼光谱研究揭示了b-AsP的面内各向异性特性。这一系列层状b-AsP材料将2D层状材料覆盖的电磁光谱扩展到LWIR区域，并可能为未来基于所有2D层状材料的器件找到独特的应用。
2015-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic in-plane thermal conductivity observed in few-layer black phosphorus
黑磷作为一种新型的二维材料，在电子学和光电子学领域有着潜在的应用前景。在这里，我们报告的各向异性面内导热系数的悬浮少层黑磷测量的显微拉曼光谱。对于厚度大于15 nm的黑磷膜，扶手椅型和锯齿型热导率分别为~20和~40 W m $^{-1}$ K $^{-1}$，并且随着膜厚度减小，热导率降低至~10和~20 W m $^{-1}$ K $^{-1}$，表现出显著的各向异性。发现对于厚的黑磷膜，热导率各向异性比为~2，对于最薄的9.5 nm厚的膜，热导率各向异性比下降到~1.5。理论模型表明，所观察到的各向异性主要与各向异性声子色散有关，而本征声子散射率被发现是类似的扶手椅和锯齿形方向。黑磷薄膜中的表面散射强烈抑制长平均自由程声学声子的贡献。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the uniaxial strains in MoS$_2$ using polarized Raman spectroscopy: A first-principles study
二维（2D）晶体中应变的表征对于理解其性质和性能是重要的。采用第一性原理计算方法，研究了单轴应变对单层MoS $_2$中拉曼激活模的影响。我们发现，在384厘米的平面内$E'$模式$^{-1}$和平面外$A_1'$模式在403厘米的$^{-1}$可以作为指纹的单轴应变在这个二维材料。具体地，在单轴应变下，双简并$E'$模式分裂成两个非简并模式：一个是$E_{\parallel}'$模式，其中原子平行于应变方向振动，另一个是$E_\perp'$模式，其中原子垂直于应变方向振动。$E_{\parallel}'$模式的频率对于压缩应变蓝移，但是对于拉伸应变红移。此外，由于应变诱导的各向异性在MoS $_2$晶格，偏振拉曼光谱的$E_{\parallel}'$和$E_{\perp}'$模式表现出不同的角度依赖性特定的激光偏振设置，允许相对于晶体取向的单轴应变的方向的精确测定。此外，我们发现，偏振拉曼强度的$A_1'$模式也表现出明显的依赖于所施加的应变，提供额外的有效线索，即使没有知识的结晶取向确定的应变方向。因此，偏振拉曼光谱提供了一种有效的非破坏性的方式来表征单层MoS $_2$中的单轴应变。
2015-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Polarized Raman study of the phonon dynamics in Pb(Mg$_{1/3}$Nb$%_{2/3} $)O$_{3}$ crystal
Pb（Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$）O $_{3}$是铅弛豫剂类中最简单的代表之一，并且经常用作更复杂化合物的模型系统。在本文中，我们分析了偏振和去偏振拉曼散射光谱，在1000和100 K之间的温度范围内测量，多峰分解。在此基础上，我们给出了晶体中的相变图象和谱线的性质。根据我们的模型，在化学有序区域中形成Fm3m对称性以及极性纳米区域的出现和冻结是同一现象的后果：离子偏心位移及其重定向热运动。降低的温度逐渐限制了这种运动，从八个到四个，两个，只有一个地点。拉曼散射的存在是由于Fm3m和极性团簇的存在。它是多声子相互作用过程的产物，由动态和静态无序的存在介导。
2003-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Deciphering the lattice vibrational behaviors of CuInP2S6 by angle-resolved polarized Raman scattering
Soochow University（苏州大学）；Southeast University（东南大学）；Suzhou University of Technology（苏州科技大学）
通过角分辨偏振拉曼散射研究CuInP2S6晶格振动行为，揭示其各向异性振动特性及铁电序演变机制。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci
High Electric Field Carrier Transport and Power Dissipation in Multilayer Black Phosphorus Field Effect Transistor with Dielectric Engineering
本研究探讨多层黑磷场效电晶体之高电场输运特性，并借由介电工程之方法，探讨自加热与热扩散效应。有趣的是，我们发现SiO2衬底上的多层BP器件在5.58 MV/m的电场下表现出3.3 × 10 E10 A/m2的最大电流密度，比多层MoS 2高几倍。我们的击穿测温分析表明，自加热沿BP介电界面受阻，导致在通道内的热平台，并最终焦耳击穿。使用大小相关的电热输运模型，我们提取了1-10 MW/m2 K的BP介电界面的界面热导。通过使用hBN代替热阻SiO2（约1.4 W/m K）作为BP的介电材料，我们观察到击穿功率密度增加了3倍，并且具有相对较高的电场耐久性以及有效和均匀的热扩散，因为hBN与BP具有优异的结构和热相容性。我们进一步证实了我们的结果的基础上，显微拉曼光谱和原子力显微镜，并观察到，BP器件上的hBN表现出中心定位的热点与击穿温度为600 K，而在SiO2上的BP器件表现出热点附近的电极在520 K。
2016-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Large cross-polarized Raman signal in CrI$_3$: A first-principles study
我们发现不寻常的大的交叉极化（反对称）拉曼签名的$_{\rm g}$声子模式在CrI $_3$，与实验一致。只有当以下三种效应被认为是一致的信号：铁磁性铬原子，自旋轨道相互作用，共振效应。令人惊讶的是，我们发现相关的自旋轨道相互作用势来自碘原子，尽管磁性主要是铬原子。我们分析了拉曼签名作为磁序的函数，磁矩的方向，用于拉曼散射的光的能量和偏振，以及载流子寿命。在CrI $_3$中，除了观察到强的交叉偏振拉曼信号外，还发现了异常强的声子调制磁光克尔效应（MOKE）。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantifying Alignment and Quality of Graphene Nanoribbons: A Polarized Raman Spectroscopy Approach
提出基于偏振拉曼光谱和角度高斯分布扩展模型的方法，定量表征不同衬底上9-AGNR的排列与表面无序，揭示覆盖率及转移过程的影响。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci
LiBC by polarized Raman spectroscopy: Evidence for lower crystal symmetry ?
本文介绍了偏振拉曼散射研究的几个微米大小的微晶LiBC与自然的面孔。对生长样品的实验显示出四种晶格模式，频率分别为1276 cm ^-1、830 cm ^-1、546 cm ^-1和170 cm ^-1。观察到的拉曼线的数量和它们的选择规则与假设的D6h对称性不相容。1276 cm ^-1和170 cm ^-1处的模式对应于预期的拉曼活动模式。与超导化合物MgB 2相比，B-C键伸缩模（在1276 cm ^-1处）具有相当小的阻尼。随后的热处理后，两个"禁戒"模（830 cm ^-1和546 cm ^-1）消失。
2002-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-Classical Longitudinal Magneto-Resistance in Anisotropic Black Phosphorus
本文报道了在45 T平行磁场中，几层黑磷（bP）晶体的电阻率随面内场与器件源漏轴夹角的变化。通过拉曼光谱确定了bP晶体的晶向，其中锯齿轴位于S-D轴的5°范围内，扶手椅轴位于正交平面方向。观察到横向磁电阻（TMR）以及经典禁止的纵向磁电阻（LMR）。两者都被发现是强各向异性和非单调增加面内场。令人惊讶的是，在$\sim$ 32 T以上，正LMR的相对幅度（%）大于TMR。考虑到已知的各向异性的bP的锯齿形和扶手椅的有效质量相差约7倍，我们的实验强烈表明，这种LMR是一个后果的各向异性费米面的bP。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice Vibrational Modes and Raman Scattering Spectra of Strained Phosphorene
应变在二维半导体的制造样品中是突出的，它也是工程特性的可利用工具。然而，量化应变和表征其在材料上的空间不均匀分布是具有挑战性的任务。在这里，我们报告的晶格振动模式和相应的拉曼光谱的应变单层黑磷（磷烯）的第一性原理模拟。我们发现磷烯的振动模式的频率和它们的拉曼散射峰表现出实质性的和明显的位移，根据类型和大小的应变。因此，结合高空间分辨率的拉曼散射测量，我们的计算结果可以量化磷烯的应变分布。这些信息对于理解磷烯未来大规模制造和应变工程的结构是必不可少的。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Polarized Raman spectroscopy of nearly-tetragonal BiFeO$_3$ thin films
BiFeO $_3$薄膜在高的双轴压应变下可以外延稳定在近四方相。本文研究了约束BiFeO $_3$薄膜的偏振拉曼光谱，这些薄膜具有类四方体（BFO-T）、类菱形体（BFO-R）和多相（BFO-T + R）结构。基于拉曼谱线的数目和对称性的分析，我们提供了强有力的实验证据表明，近四斜晶系薄膜是单斜晶系（$Cc$对称性），而不是四斜晶系$(P4mm)$。通过拉曼映射技术，我们发现BFO-T和BFO-R相的相对分数依赖于薄膜厚度的本地化共存。
2010-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface Transport and Quantum Hall Effect in Ambipolar Black Phosphorus Double Quantum Wells
量子阱是二维系统研究中最重要的一类器件。在双层量子阱中，附加的“哪一层”自由度引起了诸如库仑阻力、霍尔阻力和激子凝聚等著名现象。在这里，我们展示了在几层黑磷器件中容易形成宽量子阱，该器件具有双层载流子。与传统量子阱相比，每个二维层是双极的，并且可以被调谐到n掺杂、p掺杂或本征区域。在每层上观察到完全自旋极化的量子霍尔态，具有归因于交换相互作用的增强的Lande g因子。我们的工作打开了大门，使用二维半导体双极单，双或宽量子阱具有不寻常的属性，如高各向异性。
2017-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nano-imaging of the edge-dependent optical polarization anisotropy of black phosphorus
2D材料的电子结构和功能对结构形态高度敏感，为操纵材料特性提供了可能性，但也使可预测和可再现的功能具有挑战性。黑磷（BP）是一种波纹状正交2D材料，具有对于诸如定向光子学、等离子体激元和波导的应用至关重要的面内光学吸收各向异性。在这里，我们使用偏振相关的光电子显微镜可视化BP的各向异性光学吸收与54 nm的空间分辨率。我们发现BP薄片的边缘从薄片内部的光学偏振各向异性的偏移，由于一维限制和对称性减少在薄片边缘，改变边缘电子态的电子电荷分布和跃迁偶极矩，证实与第一性原理计算。这些结果揭示了先前隐藏的修改的偏振依赖的吸收在边缘的BP，突出的机会，选择性激发的边缘状态的二维材料与偏振光。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A new helical InSeI polymorph: crystal structure and polarized Raman spectroscopy study
研究报道了一种未报道的InSeI晶型晶体结构，并通过偏振拉曼光谱分析其晶格动力学，揭示螺旋链取向及晶面差异，未发现手性声子。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring the spin polarization and Zeeman energy of a spin-polarized electron gas: Comparison between Raman scattering and photoluminescence
我们比较了共振电子拉曼散射和光致发光测量嵌入在$\text{Cd}_{1-x}\text{Mn}_x\text{Te}$单量子阱的自旋极化二维电子气的特性。从零磁场中的单粒子激发的拉曼散射，我们测量费米速度，然后获得费米能量（以及电子密度），这是从光致发光提取的中等电子密度，假设裸带边质量。在大的电子密度，费米能量来自拉曼散射和光致发光不同。对于施加的平面内磁场和零波矢量转移到电子气，拉曼散射光谱显示在塞曼能量$Z$，从自旋极化的电子气的集体激发，和一个电子自旋翻转能量$Z^*$的峰值。磁光致发光光谱显示导带分裂，相当于$Z$，表明集体效应存在于光致发光光谱。假设（如前所述）一个未校正的质量，自旋极化度$ζ$确定的磁光致发光线形被发现是不同的，从磁场依赖于拉曼散射测量大的电子密度。我们将测量$ζ$和费米能的差异归因于多体电子-电子相互作用产生的重整化质量。
2007-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electric-field-induced monoclinic phase in (Ba,Sr)TiO$_3$ thin film
研究了在（001）MgO衬底上生长的四元取向异质外延（$_{0.8}$ $_{0.2}$）$_3$薄膜的电场诱导对称性降低。记录了沉积在薄膜表面上的两个平面电极之间的薄膜区域的偏振显微拉曼光谱。偏振拉曼研究证实存在\textit{c} -域的极化垂直于衬底下，而分裂和硬化的\textit{E}（TO）的软模式和偏振变化的拉曼光谱表明单斜对称下的外部电场。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Raman study of lattice vibrations in type II superlattice InAs/InAs1-xSbx
在这项工作中，我们报告了偏振拉曼光谱的振动特性的InAs/InAs 1-xSbx SL以及选定的InAs 1-xSbx合金，所有生长在GaSb衬底上的MBE或MOCVD，从生长表面和解理边缘。
2017-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Role of polarized tip-enhanced Raman spectroscopy in the enhancement of interface optical phonon modes in AlGaN multi-quantum wells
基于第III族氮化物的二维多量子阱（MQW）纳米结构在可见光到紫外光光源中具有显著的应用。利用针尖增强拉曼光谱（TERS）研究了c轴取向超晶格[Al 0.35Ga 0.65N（~ 1.75nm）/Al 0.55Ga 0.45N（~2nm）]20多量子阱中的界面光学（IFO）声子模。在环境条件下使用TERS探针与直径约200 nm的Au球形纳米颗粒进行近场研究，显示拉曼强度增强约两到三个数量级。属于E1对称[IFO（E1）]垂直于c轴的MQW振动的界面声子模式似乎是更突出的TERS测量的情况下相比，为其他界面声子模式的A1对称。利用TERS探针激发的极化电磁场产生的平行于MQW界面平面的受限电场，对IFO（E1）声子模的等离子体增强负责。使用时域有限差分模拟验证了限制。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
