Polarization analysis of first- and second-order Raman scattering from MoTe$_2$ single crystal
我们报告的单晶MoTe $_2$样品上进行的拉曼实验。该系统属于过渡金属二硫属化物的广泛家庭，其中包括几个最有趣的二维材料的基础和应用物理。通过将晶体的$ab$平面垂直于入射光束的波矢量$k_i$放置以探索面内振动模式，在标准基面配置中进行测量，并且在边缘平面配置中进行测量，其中$k_i$垂直于晶体$c$轴，因此主要激发面外模式。对于这两种配置，我们进行了偏振相关的拉曼研究，我们能够提供一个完整的分配所观察到的第一和第二阶拉曼峰充分利用偏振选择规则。目前的研究结果是在与以前的一阶拉曼数据完全一致，而二阶拉曼光谱带的彻底分析，无论是在基面或边缘平面配置，提供了新的信息和这些光谱结构的精确分配。特别是，我们已经观察到拉曼活性模式的$M$点的布里渊区先前预测的从头计算和归因于组合或泛音，但从来没有以前测量。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Janus lattice and kagome-like bands in coloring-triangular MoTe2 monolayers
本研究通过分子束外延在MoTe2单层中引入镜像孪晶界构建着色三角晶格，发现其具有电子Janus晶格和类狄拉克及平坦能带，并验证了其作为能量可调电子隧穿势垒的潜力。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-dependent Semiconductor to Semimetal and Lifshitz transitions in 2H-MoTe$_2$: Raman and First-principles studies
体2 H-MoTe $_2$高达$\sim$ 29 GPa的高压拉曼光谱显示出两个相变（在$\sim$ 6和16.5 GPa），这是使用第一性原理密度泛函理论计算分析。在6 GPa的转变是由A $_{1g}$和E $^{1}_{2g}$拉曼模式频率的压力系数以及它们的相对强度的变化来标记的。我们的计算表明，这是一个同构的半导体到半金属的过渡。在$\sim$ 16.5 GPa的转变被确定与拉曼模式的线宽的变化，以及在其频率的压力系数。我们的理论分析清楚地表明，结构保持不变，高达30 GPa。然而，费米面的拓扑结构的演变作为压力的函数，和突然出现的电子和空穴口袋P $\sim$ 20 GPa标志着一个Lifshitz转变。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Rydberg Excitons and Trions in Monolayer MoTe$_2$
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）半导体表现出强激子光学共振，这是一种微观的、非侵入性的探测其基本性质的方法。像氢原子一样，这种激子可以表现出完整的里德伯共振系列。激子在大多数TMDC（MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$）中已经被广泛研究，但是在重要的TMDC材料二碲化钼（MoTe $_2$）中缺乏对激子现象的详细探索。在这里，我们报告的激子发光性能的单层MoTe $_2$了解激子里德伯系列，高达3秒的实验研究。我们报告显着修改的发射能量与温度（4K至300 K），量化激子-声子耦合。此外，我们观察到一个强烈的门可调激子trion相互作用的所有里德堡态主要由自由载流子屏蔽，泡利阻塞，带隙重整化与第一性原理GW加上Bethe-Salpeter方程方法计算的结果一致。我们的研究结果有助于使单层MoTe $_2$更接近其在近红外光电子学和光子器件中的潜在应用。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Two-dimensional antiferromagnetic semiconductor T'-MoTeI from first principles
二维本征反铁磁半导体是自旋电子学领域的一个重要研究对象。本文通过第一性原理计算发现单层T '-MoTeI本质上是一种反铁磁半导体。首先，Mo原子的二聚畸变使T '-MoTeI具有动力学稳定性，这与T-MoTeI的声子谱中的小虚频不同。第二，T '-MoTeI是具有1.35eV的间接带隙半导体。最后，在应变效应的系统研究中，电子结构和带隙都发生了显著的变化，但反铁磁基态不受影响。蒙特卡罗模拟预测T '-MoTeI的Neel温度为95 K。结果表明，单层T '-MoTeI可以是一个潜在的候选人自旋电子学应用。
2021-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast band-gap renormalization and build-up of optical gain in monolayer MoTe$_2$
通过求解非平衡Dirac-Bloch方程，研究了单层MoTe $_2$中带隙重整化和增益建立的动力学过程，其中载流子-载流子和载流子-声子非相干散射由量子Boltzmann型散射方程处理.对于大约$300$ fs长的高强度光脉冲在增益区产生电荷载流子密度的情况，强库仑耦合导致激发载流子在几fs时间尺度上的弛豫。激发载流子的泵浦脉冲产生在脉冲的时间尺度期间引起大的带隙重整化。有效的声子耦合导致随后的载流子热化在几个ps内，这定义了能量接近低密度激子共振的光增益建立的时间尺度。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependence of hydrogen-induced phase transition in MoTe$_{2}$
二维过渡金属二硫属化物（TMD）通常存在于具有不同物理性质的两个或更多个结构相中，并且可以通过不同的刺激在这些相之间重复切换，使得它们潜在地用于存储器件。了解TMD与传统半导体或形成异质或同质组件的其他2D晶体之间的界面物理是其在技术中成功应用的核心。然而，迄今为止，大多数的理论工作都是探讨孤立的TMD单分子膜在真空中的相变特性。使用\textit{ab-initio}计算，我们展示了界面效应如何修改的热力学和动力学的相变通过研究氢诱导的转变在单层和双层的MoTe $_{2}$。MoTe $_{2}$的相变特性显示出很大的厚度依赖性，在氢化的双层中的过渡的时间尺度是约$10^7$ -倍长于在室温下的单层。我们的研究强调了在预测二维晶体的性质时考虑直接环境影响的重要性。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the Phase Transition and Electron-Phonon Coupling in 1T'-MoTe2 by Charge Doping: A Raman Study
过渡金属二硫属化合物（TMDs）是一类广泛研究的二维层状材料，以各种多晶型存在。MoTe 2的1 T '相是最重要的，因为据报道，与大多数已知的量子自旋霍尔（QSH）材料相比，它显示出具有~ 60 meV的相当大的带隙的量子自旋霍尔（QSH）行为。值得注意的是，虽然最初预测单层1 T '-MoTe 2显示QSH行为，但最近的理论研究声称，少层对应物也显示高阶拓扑行为。此外，1 T '-MoTe 2还通过破坏晶体的反转对称性而经历滞后相变到Td相（其为II型Weyl半金属）。虽然这两种拓扑相之间的相变是极其重要的，但其研究主要限于大块单晶薄片，从而没有充分探索维度的影响。我们研究了~ 1 T '-MoTe_2的相变与薄片厚度的关系。虽然我们的拉曼研究显示了薄（厚度<10 nm）薄片中相变的抑制[类似于报告Phys. Rev. B 97，041410（2018）]，但我们已经通过实验证明了通过电荷掺杂在室温下稳定所需相（1 T '或Td）的可能性。此外，我们已经观察到明确的签名的电子-声子耦合在MoTe 2，它演变为薄片厚度和电荷掺杂的函数。
2021-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct Observation of One-Dimensional Peierls-Type Charge Density Wave in Twin Boundaries of Monolayer MoTe$_2$
过渡金属双硫族化合物（transition metal dichalcogenides，TMDC）中的一维金属镜孪晶界（metal mirror-twin boundaries，MTB）具有周期性的电荷调制，为研究受限体系中的集体电子行为提供了一个理想的平台。电荷调制的基本机制以及电子如何在一维结构中移动仍然存在争议。在这里，第一次，我们观察到原子级结构的电荷分布在一个周期内的MTB的单层MoTe 2通过使用扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）。同时存在的周期性晶格畸变和U型能隙清楚地表明了Peierls型电荷密度波（CDW）。沿着金属MTB在CDW带隙外还发现了周期性变化的等距离量子化能级。密度泛函理论（DFT）计算结果与能隙电子结构符合得很好，表明它们主要来自Mo的4d轨道.我们的工作提出了标志性的证据，1D Peierls型CDW的金属MTB，并提供了机会，研究的基础物理的1D电荷调制。
2020-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Kagome bands and magnetism in MoTe$_{2-x}$ kagome monolayers
本研究利用密度泛函理论预测了MoTe$_{2-x}$ kagome单层的结构、拓扑与磁性质，发现不同MTB环构型可呈现拓扑相或Stoner磁化，为设计可调二维kagome材料提供指导。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle and Optical Properties of Carrier-Doped Monolayer MoTe$_2$ from First Principles
该研究利用 GW 与 Bethe-Salpeter 方程第一性原理计算，揭示掺杂单层 2H MoTe$_2$ 中带隙与激子结合能的协同重整化使最低激子能量近似不变。
2023-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of smectic charge and pair-density-wave orders in topological monolayer 1T$^\prime$-MoTe$_2$
本研究在拓扑单层1T$^\prime$-MoTe$_2$中发现层状电荷序和配对密度波，揭示其由电子-空穴口袋嵌套驱动，为探索电子层状性与超导相互作用提供了拓扑平台。
2024-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A Spontaneously Formed Plasmonic-MoTe2 Hybrid Platform for Ultrasensitive Raman Enhancement
开发高灵敏度、稳定性和可重复性的表面增强拉曼散射（SERS）基底是分析检测的关键，这对传统的金属结构是一个挑战。本文中，通过利用1 T '过渡金属碲化物的高表面活性，我们通过简单的方法在1 T' MoTe 2原子层上原位自发制备了高密度的金纳米颗粒（AuNPs），形成等离子体-二维材料混合SERS基底。这种AuNP的形成是1 T '相所特有的，其在具有较小表面活性的2 H MoTe 2中被抑制。该混合结构产生电磁和化学增强的耦合效应，以及优异的分子吸附，导致超灵敏（4*10^-17 M）和可重复的检测。此外，极大地避免了荧光和光漂白现象。柔性SERS带已在实际应用中得到证实。我们的方法有利于通过一种简单的方法进行超灵敏的SERS检测，以及更好地理解等离子体效应之外的SERS机制。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Effects of substrate-surface reconstruction and orientation on spin-valley polarization in MoTe$_2$/EuO
利用第一性原理计算研究了铁磁半导体EuO（111）和（001）面上MoTe $_2$单层膜的自旋谷极化.我们考虑EuO（111）的表面重建。我们发现，与理想EuO（111）的情况相反，在重构EuO（111）和MoTe $_2$覆盖层之间没有直接的化学键。然而，在MoTe $_2$的状态和衬底状态之间存在强杂化，这对谷具有实质性影响。由于磁邻近效应的谷极化取决于界面结构的细节，其在几meV至约40 meV的范围内。这些值比理想EuO（111）引起的值至少小一个数量级。当MoTe $_2$单层膜与EuO（001）界面时，谷极化约为3.2 meV，对界面结构不敏感。利用低能有效哈密顿模型计算了EuO（001）的有效塞曼场，其值约为27 T，与实验测得的WSe $_2$ /EuS的有效塞曼场相当。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Imaging half-unit-cell Cooper-pair density waves in monolayer 1T$^{\prime}$-MoTe$_2$
本研究利用光谱成像扫描隧道显微镜在单层1T$^{\prime}$-MoTe$_2$中观测到半晶胞库珀对密度波调制，揭示其与非常规电子配对机制的关联，推进了对强关联超导体中对称性破缺态的理解。
2024-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Kinetics of Vacancy-Assisted Reversible Phase Transition in Monolayer MoTe$_2$
结合机器学习势与平均场动力学理论，揭示了单层MoTe$_2$中空位辅助的2H与1T$^\prime$相可逆相变机制，发现其正向成核依赖空位扩散，而逆向相变为快速无扩散过程。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Raman spectra in Mo$_{1-x}$W$_x$Te$_2$ alloys
过渡金属二硫属化合物（TMD）的结构多态性为发展先进电子学提供了令人兴奋的机会。例如，MoTe $_2$在环境温度和压力下以2 H半导体相结晶，但在高温下转变为1 T $^\prime$半金属相。将MoTe $_2$与WTe $_2$合金化降低了这两相之间的能垒，同时还允许进入T $_d$ Weyl半金属相。因此，MoWTe $_2$合金系统是发展相变存储器技术的有希望的。然而，实现这一目标需要详细了解MoTe $_2$ -WTe $_2$系统中的相组成。我们结合偏振分辨拉曼光谱与X射线衍射（XRD）和扫描透射电子显微镜（STEM）研究MoWTe $_2$合金在整个组成范围x从0到1。我们确定的拉曼和XRD特征的2 H，1 T $^\prime$，和T $_d$结构相，同意密度泛函理论（DFT）的计算，并使用它们来识别相场的MoTe $_2$ -WTe $_2$系统，包括单相2 H，1 T $^\prime$，和T $_d$区域，以及两相1 T $^\prime$ + T $_d$区域。MoWTe $_2$合金中由成分涨落引起的无序破坏了反转和平移对称性，导致红外1 T $^\prime$ -MoTe $_2$模的激活和2 H-MoWTe $_2$合金中双共振拉曼过程的增强.成分波动限制了声子相关长度，我们估计通过拟合所观察到的非对称拉曼线型与声子约束模型。这些观察揭示了无序在Mo…
2017-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction on Raman Spectra of Intrinsic Two-Dimensional Ga$_2$O$_3$ Monolayer
利用密度泛函理论研究了二维Ga $_2$ O $_3$单分子膜的振动性质和拉曼光谱。考虑了Ga $_2$ O $_3$单层膜的两种铁电相（分别为FE-WZ和FE-ZB）。计算了FE-WZ（497和779 cm $^{-1}$）和FE-ZB（481和772 cm $^{-1}$）Ga $_2$ O $_3$单层膜中两个主要拉曼峰（$A^1_1$和$A^2_1$）的拉曼张量和角度依赖拉曼强度。分析了拉曼强度随角度变化的特性。比较了FE-WZ（$E^1$）和FE-BZ（$E^1$和$E^2$）的次峰与主峰$A^1_1$和$A^2_1$的平均非共振拉曼光谱。这些对Ga $_2$ O $_3$单层膜拉曼光谱的预测对二维光学器件的合理设计具有指导意义。
2022-03-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
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
Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors
过渡金属二硫属化物单层中的电子谷驱动新的物理学，并允许设计多功能架构的应用。我们建议通过能带工程来操纵这些系统中的自旋/谷滤波器和阀器件的电子谷。在我们的策略中，电子谷直接耦合到二维铁磁体的自旋极化态，而不是在以前的研究中广泛使用的磁邻近效应。我们发现，这种耦合的结果在谷选择性的间隙开放，由于自旋动量锁定在过渡金属二硫属化物单层。这种物理现象引起了各种意想不到的电子性质和现象，包括半金属性，电可切换的谷极化，自旋/谷过滤器和阀效应的过渡金属二硫属化物单层。基于第一性原理计算，我们在MoTe $_2$/CoCl $_2$和CoCl $_2$/MoTe $_2$/CoCl $_2$ van der Waals异质结中进一步证明了我们的想法.因此，我们的研究提供了一种新概念器件的过渡金属二硫属化物单分子膜的电子谷工程的方法。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman fingerprint of semi-metal WTe2 from bulk to monolayer
二碲化钨（WTe 2）是一种层状过渡金属二硫属化物（TMD），具有极大的磁电阻效应。这一迷人的特征似乎与其特殊的电子结构有关。在这里，我们报告了6个拉曼峰对应的A_2^4，A_1^9，A_1^8，A_1^6，A_1^5和A_1^2声子，从33个拉曼活性模式预测WTe 2。这为区分WTe 2与其他TMD的空间群提供了直接证据。此外，拉曼演化的WTe 2从体到单层清楚地揭示。有趣的是，发现A_2^4模（中心在~ 109.8cm-1）在单层中是被禁的，这可能是由于点群从C2 v（体）到C2 h（单层）的跃迁。我们的工作特征的所有观察到的拉曼峰在散装和少层样品，并提供了一个路线，以研究二维WTe 2的物理性质。
2015-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Plasma-assisted fabrication of monolayer phosphorene and its Raman characterization
人们一直在努力寻找具有高性能的新型功能二维半导体，以用于未来在纳米电子学和光电子学中的应用。在这项工作中，我们介绍了一个成功的实验方法来制造单层磷烯的机械裂解和以下的Ar+等离子体减薄过程。采用光学衬度结合原子力显微镜（AFM）的方法对磷烯的厚度进行了准确的测量。拉曼光谱用于表征原始和等离子体处理的样品。随着磷烯厚度的减小，A2g模的拉曼频率变硬，A2g与A1g模的强度比呈单调离散增加。所有这些现象都可以用来有效地确定这种新型二维半导体的厚度。本工作对磷烯单层膜的制备和膜厚的测定将为磷烯的研究提供参考。
2014-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the monolayer Raman signature in hexagonal boron nitride: a first-principles analysis
单层的六方氮化硼（h-BN）原则上可以通过拉曼信号来识别，包括相对于体值的E2 g振动模式的频率的上移，但这种移位的起源（固有的或支持诱导的）仍有争议。在这里，我们使用密度泛函理论计算研究是否有一个内在的拉曼位移的h-BN单层相比，散装。有普遍的协议，所有测试的泛函预测的幅度的频率偏移后，在平面内的细胞参数的变化。很明显，一个小的面内收缩可以解释拉曼峰从体到单层上移。然而，我们发现，较大的面内参数在散装（单层相比）的结果从非局部相关效应，这不能占当地的泛函或经验色散修正。使用非本地相关功能，然后，我们调查的拉曼签名上的有限温度的影响。我们表明，散装h-BN在垂直于层的方向上热膨胀，而层内距离略有收缩，与观察到的实验行为一致。有趣的是，体膜和单层膜的面内晶胞参数的差异随着温度的升高而减小，在室温下变得很小。我们得出结论，不同的热膨胀的散装和单层部分“擦除”的固有拉曼签名，占其在最近的实验中的小幅度悬浮样品。
2018-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Hunting for Monolayer Boron Nitride: Optical and Raman Signatures
我们描述了单层和少层氮化硼的识别。它的光学对比度比石墨烯小得多，但通过优化观察条件，即使是单层也可以识别。拉曼光谱可用于确认BN单层。它们表现出高达4 cm-1的基本拉曼模式的上移。较厚晶体中的层数可以通过利用拉曼强度和光学对比度的整数阶增加来计数。
2010-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Calculated phonon modes, infrared and Raman spectra in orthorhombic $α$-MoO$_3$ and monolayer MoO$_3$
斜方晶系$α$ -MoO $_3$是一种层状氧化物，具有各种应用，并且具有作为2D可剥离膜或单层剥离的优异潜力。在本文中，我们提出了一个第一性原理计算研究其振动特性。我们的重点是可以通过红外和拉曼光谱的组合测量的区域中心模式。模拟了偏振相关光谱。还对单层形式进行了计算，其中Mo $_2$ O $_6$的“双层”在$α$结构中弱范德华力键合是孤立的。声子频率的移动进行了分析。
2021-08-25 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
Electron-phonon and phonon-phonon anharmonic interactions in 2H-MoX2 (X=S, Te): A comprehensive Resonant Raman study
过渡金属二硫属化合物（TMD）是一类具有纳米电子和光电应用潜力的层状材料。然而，由于这些材料的许多令人兴奋的功能是由非谐效应控制的，正确理解与这些材料相关的声子性质和非谐性对于实现所提出的应用至关重要。我们在这里提出了一个全面的研究两个不同的TMD的声子性质，即，MoS 2和MoTe 2作为温度、激光激发和偏振以及薄片厚度的函数。我们的研究包括测量一阶和高阶拉曼散射过程中的非谐性。非谐性随MoS 2和MoTe 2厚度的变化可以用它们的声子对称性、电子-声子耦合和声子-声子相互作用来解释。此外，下面的衬底上的非谐性质的面内和面外的声子的效果也已估计从拉曼测量，从而阐明了2D层状材料的固有声子性质。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural properties and Raman spectroscopy of lipid Langmuir monolayers at the air-water interface
获得了十八胺（ODA）单分子膜和卵磷脂（PC）/ODA混合单分子膜在空气-水界面上的光谱。的单分子膜的组织已被其特征在于由表面压力面积等温线。偏光显微镜的应用提供了进一步的洞察领域的结构和相互作用的膜组件。表面增强拉曼散射（SERS）结果表明，表面活性剂的头部基团与亚相银粒子之间存在强相互作用，从而使拉曼光谱增强。通过将ODA与磷脂分子混合，并将混合物铺展在空气-水界面上，利用表面活性剂辅助的SERS效应获得了磷脂分子的振动信息。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Raman spectrum of Janus transition metal dichalcogenide monolayers WSSe and MoSSe
Janus过渡金属二硫属化物（TMDs）失去了普通TMDs的水平镜像对称性，导致出现额外的特征，例如天然压电性、Rashba效应和增强的催化活性。虽然拉曼光谱是一种必不可少的非破坏性的，相位和成分敏感的工具，以监测材料的合成，Janus单层的拉曼光谱的全面研究仍然缺失。在这里，我们讨论的拉曼光谱的WSSe和MoSSe在室温和低温下测量，近共振和关闭。通过结合偏振分辨拉曼数据与声子色散的计算和使用对称性的考虑，我们确定了四个一阶拉曼模式和高阶双声子模式。此外，我们观察到缺陷激活的声子过程，这提供了一条通往定量评估的缺陷浓度，因此，合成的材料的晶体质量的路线。我们的工作为Janus TMD单分子膜的材料合成、研究和应用奠定了坚实的基础。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Expansion Coefficient and Phonon Dynamics in Coexisting Allotropes of Monolayer WS2 Probed by Raman Scattering
本文报道了在4K到330 K的宽光谱范围内对单层WS_2的三种不同相进行的温度相关拉曼光谱测量。我们的研究揭示了第一以及高阶组合模式的反常性质，反映在少数模式的消失和声子自能参数的反常温度评估归因于共振条件的失谐和应变的发展，由于热膨胀与底层衬底的不匹配。我们详细的温度依赖性研究还破译了文献中的两种模式分配的模糊性附近~ 297 cm-1和325 cm-1。297 cm-1附近的模式被指定为一阶拉曼模式，这在后向散射几何中是禁止的，325 cm-1被指定为和模式的组合。在4 ~ 330 K温度范围内，通过系统地分析衬底效应，估算了热膨胀系数，并探讨了1H、1 T和1 T '相的热膨胀系数随温度的变化关系。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Raman vibrational spectra of bulk to monolayer ReS2 with lower symmetry
二维层状材料的晶格结构和对称性对其基本的力学、热学、电学和光学性质至关重要。然而，拉曼光谱作为一种方便且无损的工具，在识别所有允许拉曼模式的对称性以及确定具有高对称性的2D层状材料（如石墨烯和MoS 2）的相应晶体结构方面具有局限性。由于较低的结构对称性和非常弱的层间耦合的ReS 2，我们成功地确定了所有18个一阶拉曼活性模式的散装和单层ReS 2。在没有vanderWaals（vdW）修正的情况下，我们的局域密度近似（LDA）计算成功地再现了所有的拉曼模式。我们的计算也表明没有表面重建效应和低频刚性层拉曼模式低于100 cm-1的情况下。结合拉曼和LDA，从而提供了一个通用的方法来研究具有较低对称性的二维层状材料的振动和结构特性。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Raman Scattering and Mobility in Monolayer 1Td-ReS2 Controlled by Strain Engineering
二维过渡金属二硫属化合物（TMDs）的电子结构和迁移率截止率调控因其在电子器件设计中的潜力而受到广泛关注。基于密度泛函理论，从理论上确定了单分子层唯一畸变1 T（1 Td）ReS 2在外加应变作用下的各向异性拉曼散射和迁移率截止率.利用类Ag、类Eg-like和Cp模型的角相关拉曼光谱对结构各向异性进行了判别和分析，并利用应变调整了ReS 2的结构对称性和电子结构，使迁移率截止率提高了近6倍。我们的研究结果表明，应变工程在高品质的半导体开关器件中的应用。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong exciton regulation of Raman scattering in monolayer dichalcogenides
在原子薄的半导体中，弱屏蔽的电子-空穴相互作用不仅使其激发谱从准粒子谱下移，而且重新分配激发能和波函数特征，对材料响应的各种模式产生深远影响，包括共振拉曼测量可访问的激子-声子散射过程。在这里，我们开发了一个第一性原理框架来计算频率依赖的共振拉曼强度，包括激子效应，并超越了Placzek近似。我们展示了如何激子效应在二硫化钼强烈调节拉曼散射振幅，从而解释了令人困惑的几乎没有共振拉曼响应周围的A和B激子（产生非常强的信号，在光吸收），也从C激子的共振拉曼响应的显着强度。此外，这种有效的微扰方法将GW-BSE计算的数量从每个拉曼模式（在有限位移中）两个减少到针对所有模式的一个，并且提供了对高阶共振拉曼过程的自然扩展。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Raman and photoluminescence response in monolayer MoS$_2$ due to laser healing of defects
束缚准粒子，带负电荷的trions和中性激子，与直接光学跃迁在单层MoS $_2$的布里渊区的K点。载流子浓度、周围介电常数和缺陷浓度的变化可以调制光致发光和拉曼光谱。在这里，我们表明，暴露在空气中的单层钼$_2$到一个温和的激光强度为一个短暂的时间段，同时增强与两个trions和激子的光致发光（PL）强度，连同$\sim$ 3至5倍的第一和第二阶模式的拉曼强度的增加。仅根据已知的通过吸附O $_2$和H $_2$ O分子而耗尽MoS $_2$中电子浓度的情况，不能理解来自三电子和激子的PL的同时增加。这是由激光诱导愈合的缺陷状态，从而减少非辐射俄歇过程解释。通过观察到的一阶和二阶2LA（M）拉曼模式的强度增加$\sim$ 3至5倍，证实了这种激光修复。A $_{1g}$模式通过$\sim$ 1.4 cm $^{-1}$硬化，而E $^1_{2g}$模式通过$\sim$ 1 cm $^{-1}$软化。$\sim$ 440 cm $^{-1}$处的二阶2 LA（M）拉曼模式显示，随着激光曝光，$\sim$ 8 cm $^{-1}$的波数增加。这些变化是电子浓度变化和氧引起的晶格位移的综合效应。
2017-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Zone-center phonons of bulk, few-layer, and monolayer 1T-TaS$_2$: Detection of the commensurate charge density wave phase through Raman scattering
我们提出了第一性原理计算的振动性质的过渡金属二硫属化物1T-TaS $_2$的各种厚度在高温（无畸变）阶段和低温相称的电荷密度波（CDW）阶段。我们还提出了测量的拉曼光谱的散装，少层，单层样品的温度远低于散装过渡到相称的阶段。通过我们的计算，我们确定的低频折回的声学模式作为一个方便的签名相称的CDW波结构的振动光谱。在我们测量的拉曼光谱中，这种特征在所有样品中都很明显，这表明当材料变薄时，即使降到单层，相称的相位仍然保持基态。这与以前的一些研究相反，这些研究表明抑制了薄片中的相称CDW转变。我们还使用偏振拉曼光谱探测c-轴轨道纹理在低T相，这是最近被认为是发挥作用的金属-绝缘体过渡，伴随着结构过渡到相称的CDW相。
2016-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of monolayer to bulk PtSe2 exfoliated crystals
本研究利用拉曼光谱分析了剥离的1至10层PtSe2晶体，发现其具有创纪录的线宽和清晰的拉曼特征，为层厚识别和评估生长薄膜晶体质量提供了参考指标。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectra and Excitonic Effects of the novel Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$ Monolayer
本文研究了新型二维Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$单层的拉曼光谱与激子效应，发现其为稳定的间接带隙半导体，具有特定的拉曼/红外活性模式及显著的线性光学各向异性与高激子束缚能。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double resonant Raman scattering and valley coherence generation in monolayer WSe2
在$K^+$和$K^-$谷处单层WSe 2的直接带隙处的电子态通过时间反转相关，并且可以被视为伪自旋。相应的光学带间跃迁是由强大的激子。在双共振拉曼光谱中，我们发现2s激子态能量与1s态能量的差别正好是几个主要声子的组合能量。叠加在激子光致发光（PL）上，我们观察到双共振拉曼信号。当入射光子与2s激子跃迁相匹配，而出射光子与1s激子跃迁相匹配时，该光谱窄峰随激发激光能量移位。多声子共振具有重要的后果：在2s激子的线性偏振激发之后，产生谷态的叠加，其可以通过声子发射快速弛豫，并且从2s到1s态的相干性损失最小。这解释了1s激子PL测量的高度谷相干性。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A library of ab initio Raman spectra for automated identification of 2D materials
拉曼光谱经常用于识别2D材料的成分、结构和层厚度。在这里，我们描述了一个有效的第一性原理工作流程，用于计算共振一阶拉曼光谱的固体内三阶微扰理论采用本地化的原子轨道基组。该方法被用来获得拉曼光谱的733个不同的单分子膜选择从计算的二维材料数据库（C2 DB）。我们基准的计算方案对现有的实验数据为15个已知的单层。此外，我们提出了一个自动程序，用于识别材料的输入实验拉曼光谱的基础上，并说明它的情况下，MoS $_2$（H-相）和WTe $_2$（T $^\prime$ -相）。所有材料在不同激发频率和偏振配置下的拉曼光谱可从C2 DB免费获得。我们的全面和易于访问的\textit{ab initio}拉曼光谱库对二维材料领域的理论家和实验者都有价值
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Group Theory Analysis of Phonons in Monolayer Chromium Trihalides and Their Janus Structures
本文用群论方法对比研究了单层三卤化铬及其Janus结构Y $_3$ -$_2$ -X $_3$（X，Y = F，Cl，Br，I）中声子的对称性。我们首先将布里渊区中心（$Γ$）的所有声子分类到不可约表示中。在此基础上，预测了光学声子的红外和喇曼活动、喇曼张量以及R活动声子可能的偏振归属。在此基础上，我们澄清了单层CrI $_3$中光学模喇曼活性的差异。此外，我们还发现X $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$的拉曼光谱和红外光谱是互斥的，而Janus Y $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$的拉曼光谱和红外光谱是重合的.这种区别对于Janus Y $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$单层与X $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$单层的光谱鉴别是至关重要的。此外，我们还导出了F $_3$ -Cr $_2$ -I $_3$和I $_3$-Cr $_2$ -I $_3$单层的声子匹配本征函数和相应的本征矢量的图示，直观地说明了声子手征性和磁性的起源.最后，我们的分析表明，在Janus Y $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$单层膜中可以观察到自旋-声子耦合、红外和拉曼活性声子的磁光效应以及声子手征性，甚至比X $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$单层膜更容易观察到。我们的工作为Y $_3$ -Cr $_2$ -X $_3$单分子膜的实验表征提供了详细的指…
2022-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Raman signatures of bright and momentum-dark exciton coupled by intervalley phonon scattering in monolayer WSe2
University of Münster（明斯特大学）；Center for Soft Nanoscience (SoN), University of Münster（明斯特大学软纳米科学中心）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Walter Schottky Institut and Physics Department, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学沃尔特·肖特基研究所与物理系）；MCQST, München（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究通过低温共振拉曼光谱，揭示单层WSe₂中亮激子X_KK与动量暗激子X_d由谷间声子散射耦合，为解释其异常明亮的发射光谱提供了微观框架。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Raman Digital Twin of Monolayer Janus Transition Metal Dichalcogenides
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本文提出了一种用于单层Janus过渡金属二硫化物的拉曼数字孪生库，通过理论计算预测其独特的拉曼指纹，以辅助实验研究和材料开发。
2025-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-dependent Raman spectroscopy and electronic applications of wide-bandgap 2D semiconductor \b{eta}-ZrNCl
近年来，二维（2D）层状半导体由于其在下一代电子学和光电子学中的潜力而受到广泛关注。宽带隙二维半导体在蓝光和紫外波段尤为重要，而在这一波段的二维材料很少。在这里，单层\b{eta} -型氯化氮锆（\b{eta} -ZrNCl）是第一次隔离，这是一个空气稳定的层状材料，具有约3.0 eV的带隙的散装。系统研究了ZrNCl从单层、双层到块体的层相关拉曼散射，发现其面外A1 g峰在~189 cm-1处发生了蓝移。重要的是，该A1 g峰在单层中不存在，这表明它是快速识别单层和确定2D ZrNCl厚度的指纹。基于少层ZrNCl的背栅场效应晶体管显示出108的高开/关比。这些结果表明，2D \b{eta} -ZrNCl的电子应用的潜力。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Thermal Boundary Conductance of Monolayer MoS$_2$ by Raman Thermometry
基于二维（2D）材料的纳米器件的电学和热学行为通常受到其接触和界面的限制。在这里，我们报告的温度依赖的热边界电导（TBC）的单层MoS $_2$与AlN和SiO $_2$，使用拉曼测温与激光诱导加热。二维材料的温度依赖性光吸收在此类实验中至关重要，我们在此首次在室温以上进行表征。我们在室温附近获得了TBC ~ 15 MWm的$^-$ $^2$ K $^-$ $^1$，在300 - 600 K范围内随着~ T $^0$ $^.$ $^6$ $^5$的增加而增加. MoS $_2$与两种衬底的类似TBC表明MoS $_2$是具有较弱声子辐照度的“较软”材料，并且相对低的TBC表明这种界面在2D器件的能量耗散中存在关键瓶颈。我们的方法需要正确执行2D材料的拉曼测温，我们的发现是理解纳米级能量耦合的关键。
2020-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent nonlinear phonon shifts in a supported MoS2 monolayer
我们报告的Raman光谱测量上的MoS2单层支持SiO2作为温度的函数。与以前的研究不同，两个主要的拉曼模式，E2g1和A1g的位置表现出非线性的温度依赖性。声子位移和宽度的温度依赖性解释为光学声子衰减为两个声学声子的过程。在拉曼光谱测量的基础上，导出了不同温度下激光加热功率对局部温度的影响。所获得的结果有助于我们理解二维原子晶体的热性质，并有助于解决散热问题，这对于下一代纳米电子器件的使用至关重要。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon and Raman scattering of two-dimensional transition metal dichalcogenides from monolayer, multilayer to bulk material
二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）纳米片具有显著的电学和光学性质。具有代表性的MoS $_2$、WS $_2$、WSe $_2$和MoSe $_2$ TMD的2D特征、相当大的带隙以及在合成、表征和器件制造方面的最新进展使得TMD在纳米电子学和光电子学中非常有吸引力。与石墨和石墨烯类似，2D TMD中每层内的原子通过共价键连接在一起，而范德华相互作用将层保持在一起。这使得2D TMD的物理和化学性质依赖于层。在这篇综述中，我们讨论了单层，多层和体TMD的基本晶格振动，包括高频光学声子，层间剪切和层呼吸声子，拉曼选择规则，声子的层数演化，多重声子副本，以及在布里渊区边缘的声子。拉曼光谱的广泛的能力，在调查的TMD的属性进行了讨论，如层间耦合，自旋轨道分裂，和外部扰动。层间振动模式用于快速和无衬底表征多层TMD的层数和探测TMD异质结构中的界面耦合。拉曼光谱在研究TMD纳米片方面的成功为其他二维晶体和相关范德华异质结构的实验铺平了道路。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Incoherent phonon population and exciton-exciton annihilation in monolayer WS2 revealed by time-resolved spontaneous Raman scattering
原子薄层过渡金属二硫属化合物因其丰富的光学性质和在纳米电子学领域的潜在应用而受到广泛关注。在本工作中，我们利用时间分辨自发拉曼散射光谱研究了单层WS 2中的非相干光学声子和激子布居动力学。在激子跃迁激发时，斯托克斯和反斯托克斯光学声子散射强度都表现出很大的降低。基于细致平衡，光学声子的人口被检索，这表明一个瞬间建立和弛豫寿命约4 ps的激子密度E12 cm-2。相应的光学声子温度上升了25 K，最终，在大约10皮秒之后，导致晶格加热仅约3 K。从瞬态振动拉曼响应中提取的激子弛豫动力学显示出强烈的激发密度依赖性，这表明双分子对衰变有重要贡献。激子弛豫速率为（70 ps）~（-1），激子-激子湮灭速率为0.1 cm ~ 2s ~（-1）。这些结果提供了有价值的洞察光激发后的热动力学和增强二维过渡金属材料中的基本激子动力学的理解。
2019-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning carrier concentration in a superacid treated MoS$_2$ monolayer
利用光致发光、反射衬度和拉曼散射光谱研究了二（三氟甲烷）磺酰亚胺（TFSI，超强酸）处理对MoS $_2$单分子膜光学性质的影响。它示出，当施加多次，治疗的结果在逐步淬火的三电子发射/吸收和在红移的中性激子发射/吸收与A和B激子共振。基于这一演变，一个trion复杂的B激子在单层MoS $_2$明确确定。作为处理的结果，在低温下观察到的与缺陷相关的发射也从光谱中消失。我们的观察是由于有效的钝化缺陷的MoS $_{2}$单层表面。钝化降低了载流子密度，这又影响了样品中的面外电场。所观察到的载流子浓度的调谐也强烈地影响MoS $_2$单层中的拉曼散射。对于面外A $_1^{'}$和面内E $^{'}$模，在A中性激子附近的共振激发下的拉曼散射的增强被清楚地看到。相反，当激发与相应的三振子共振时，拉曼散射特征变得几乎不可见。这些结果证实了激子电荷态在激发能共振效应中对过渡金属二硫族化合物拉曼散射的作用。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman analysis of the dehydrogenation process of hydrogenated monolayer graphene
本研究通过拉曼光谱分析氢化单层石墨烯在不同退火温度下的脱氢稳定性，发现氢化样品在300°C以下稳定，氢刻蚀样品在400°C以下稳定，并确定了安全的拉曼测量条件。
2024-05-28 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
Unoccupied bands in the molybdenum dichalcogenides MoS$_2$, MoSe$_2$, and MoTe$_2$
本研究通过角分辨反射电子能谱测定三种钼基过渡金属二硫族化合物的IV谱，结合理论对比揭示层间共振的硫族原子未占据d态主导特性，为相关电子发射过程研究提供关键依据。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low wavenumber Raman spectroscopy of highly crystalline MoSe2 grown by chemical vapor deposition
过渡金属二硫属化合物（TMDs）由于其有趣的电学和光学性质而引起人们的关注。以可靠和简便的方法制造这些材料对于未来的应用非常重要，表征材料质量的方法也是如此。在这里，我们介绍了MoSe 2单层和少层晶体的化学气相沉积。这些结果表明使用化学气相沉积可靠地制造这些材料的实用性。首次给出了MoSe_2的低频拉曼光谱和剪切模式与层呼吸模式的映射。我们将这些模式的行为与材料中的层数相关联。低频拉曼映射探测CVD生长的二维材料的对称性，质量和单层存在的有用性被强调。
2015-05-09 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Preparation Conditions on Raman and Photoluminescence of Monolayer WS2
我们报告在单层WS 2样品通过化学气相沉积（CVD）合成的各种常见的基板（Si/SiO2，蓝宝石，熔融石英），以及从生长基板转移到一个新的基板上的样品中观察到的制备相关的性能。所生长的CVD材料（as-WS 2）表现出明显不同于转移WS 2（x-WS 2）的光学性质。在Si/SiO2上的CVD生长的情况下，转移到新鲜的Si/SiO2之后，在光致发光发射和光学反射两者中，存在基态激子向更高的发射能量的~50 meV的位移。该偏移表明拉伸应变降低约0.25%。此外，在x-WS 2的激子状态很容易调制之间的中性和带电激子暴露于适度的激光功率，而这样的光学控制是不存在的，在作为WS 2的所有生长基板的调查。最后，我们观察到显着不同的激光功率依赖行为生长和转移WS 2。这些结果证明了对样品制备的强烈敏感性，这对于这些新型材料的基本理解以及器件性能的可靠再现都很重要。
2016-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Fingerprints of the Strong Interaction between Monolayer MoS2 and Gold
近年来，金介导的MoS 2剥落引起了人们的极大兴趣。二硫化钼和金之间的强相互作用有利于优先生产厘米级的单层二硫化钼与近统一的产量，并提供了一个异质结构系统值得注意的基本观点。然而，很少有人知道的详细性质的MoS 2-Au相互作用及其演变的MoS 2厚度。在这里，我们确定特定的振动和结合能指纹的这种强相互作用，使用拉曼光谱和X-射线光电子能谱学，这表明大量的应变和电荷转移单层二硫化钼。近场针尖增强拉曼光谱揭示了MoS 2-Au相互作用在纳米尺度上的异质性，反映了两种材料之间的空间不一致性。远场显微拉曼光谱表明，这种相互作用的强烈影响的粗糙度和清洁度的底层金。我们的研究结果阐明了强烈的MoS 2-Au相互作用的本质，并为MoS 2的应变和电荷掺杂工程提供指导。
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci
