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
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
Raman spectroscopy at the edges of multilayer graphene
边缘自然存在于单层石墨烯样品中。类似地，多层石墨烯样品中的各个石墨烯层贡献了它们自己的边缘。我们研究了在n层石墨烯（nLG）上放置石墨烯层的边缘处的拉曼光谱。我们发现，从顶部石墨烯层的边缘观察到的D带呈现出与离子注入诱导的无序（n +1）LG相同的线形。基于D和2D谱带的光谱特征，我们确定了两种类型的取向配置在机械剥离的双层和三层石墨烯的边缘，其边缘从其光学图像中排列良好。
2014-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massive Dirac Fermions Signal in Raman Spectrum of Graphene
石墨烯中的无质量狄拉克费米子可以通过不同类型的亚晶格对称性破缺微扰获得质量，并且越来越需要使用常规方法来确定此质量。我们描述了如何使用拉曼光谱确定的交错的亚晶格势所造成的质量和解释的机制方面的大规模狄拉克费米子的赝自旋极化。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Raman spectroscopy of graphene at high pressure: substrate and pressure transmitting media effects
采用极性和非极性压力传输介质（PTM）研究了在多晶铜上化学气相沉积生长的石墨烯的拉曼光谱的压力演化。G和2D拉曼谱带表现出类似的压力斜率的PTM无论任何无意的初始掺杂和/或应变的样品。我们的分析表明，任何压力引起的电荷转移效应是微不足道的影响石墨烯的压力响应。这是由由于压力引起的衬底收缩引起的机械应力和衬底到石墨烯层的转移效率以及PTM-石墨烯相互作用决定的。对于非极性PTM，在PTM固化状态下观察到石墨烯的特殊压力行为，类似于独立石墨烯的压力行为。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Raman Fingerprint of Graphene
石墨烯是每个其他维度的碳同素异形体的二维（2d）构建块。它可以堆叠成3d石墨，卷成1d纳米管，或包裹成0 d富勒烯。最近在自由态下的发现，终于为实验研究它的电子和声子性质提供了可能。在这里，我们表明，石墨烯的电子结构是独特的捕获在其拉曼光谱，清楚地随着层数的增加而演变。单层、双层和少层石墨烯的拉曼指纹反映了电子结构和电子-声子相互作用的变化，并允许对石墨烯层进行明确、高通量、非破坏性的识别，这在这一新兴研究领域是严重缺乏的。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially Resolved Raman Spectroscopy of Single- and Few-Layer Graphene
我们目前的拉曼光谱测量单层和几层石墨烯片。使用扫描共聚焦的方法，我们收集光谱数据的空间分辨率，这使我们能够直接比较拉曼图像与扫描力显微照片。单层石墨烯可以通过D'线的宽度与双层和少层区分开：单层石墨烯的单峰分裂成双层的不同峰。这些发现解释使用双共振拉曼模型的基础上从头计算的电子结构和声子色散。我们调查了D线强度，并发现在薄片内没有缺陷。源自边缘的有限D线响应可以归因于缺陷或平移对称性的破坏。
2006-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identifying the Orientation of Edge of Graphene Using G Band Raman Spectra
考虑到石墨烯边缘的影响，计算了与G带拉曼强度和Kohn反常相关的电子-声子矩阵元。赝自旋的分析表明，纵向光学声子模式经历了强烈的Kohn异常的扶手椅和锯齿形的边缘，只有纵向（横向）光学声子模式是一个拉曼活性模式附近的扶手椅（锯齿形）的边缘。当入射激光的偏振方向平行（垂直）于扶手椅（锯齿形）边缘时，拉曼强度增强。扶手椅和锯齿形边缘之间的这种不对称性在识别石墨烯边缘的取向方面是有用的。
2010-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman and optical characterization of multilayer turbostratic graphene grown via chemical vapor deposition
我们通过大气压（AP）化学气相沉积（CVD）在铜上合成大面积石墨烯，并转移到二氧化硅晶片上。与铜上的低压（LP）CVD相反，光学对比度和原子力显微镜测量显示AP-CVD石墨烯包含显著的多层区域。拉曼光谱总是显示出一个单一的洛伦兹二维峰，但系统的差异，观察到的2D峰的能量，宽度和强度的单层和多层区域。我们得出结论，石墨烯多层膜生长的AP-CVD铜旋转无序。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Coefficients of the Raman Peaks for the Single-Layer and Bi-Layer Graphene
我们在大约80 K到370 K的温度范围内对石墨烯层进行了显微拉曼光谱。通过量子霍尔测量和原子力显微镜独立地证实了层的数量。单层石墨烯的G和2D波段频率的温度系数的测量值分别为-0.016 1/（cm K）和-0.034 1/（cm K）。双层石墨烯和块状石墨的G峰温度系数分别为-0.015 1/（cm K）和-0.011 1/（cm K）。
2007-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of electromagnetic enhancement for surface enhanced Raman spectroscopy of SiC graphene
通过在石墨烯和金纳米颗粒之间插入一层Al2O3，研究了石墨烯表面增强拉曼光谱（SERS）的电磁增强效应。采用不同的激发激光，研究了激光波长与SERS的关系。理论计算表明，石墨烯的存在对金纳米粒子的消光光谱有调制作用。激发激光波长与增强因子关系的实验结果与计算结果吻合较好。增强因子与间隔层厚度之间呈指数关系。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall 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
Fermi resonance in the Raman spectrum of graphene
我们报告了在石墨烯的拉曼光谱中在1608 cm $^{-1}$处观察到的强烈异常峰，该峰与与石墨烯接触的铬纳米颗粒的存在相关。用电子束轰击表明，该峰与充分研究的D $'$峰不同，该D峰是在石墨烯中产生缺陷时出现的;发现新峰是非色散的。我们认为，铬原子与碳原子的键合软化了面外光学（ZO）声子模式，其泛音的频率降低到$2ω_{\rm ZO}\simω_{\rm G}$，其中$ω_{\rm G}$ =1585 cm $^{-1}$是拉曼活性E $_{\rm 2g}$模式的频率。因此，观察到的新峰归因于2 ZO模式，其在称为费米共振的机制之后变得拉曼活性。对石墨烯/Cr界面的振动和非谐性质的第一性原理计算支持这种情况。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dominant Phonon Wavevectors and Strain-induced Splitting of the 2D Graphene Raman Mode
由石墨烯的2D拉曼模式探测的主要声子波矢量$q^{*}$是高度各向异性的，并且随着偏振器的取向旋转：相对于晶格的分析器方向。相应的电子跃迁连接电子等带隙轮廓，其中输入和输出光学矩阵元素的乘积最强，显示出沿$\bm{K}-\bmΓ$的有限分量，其灵敏地确定$q^{*}$。我们放弃了“内部”和“外部”过程的概念。我们的研究结果解释了单轴拉伸应变下石墨烯的2D模式的分裂。分裂起源于应变引起的声子色散畸变;电子能带结构和共振条件的变化对于2D拉曼光谱是可以忽略的。
2011-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A method to extract pure Raman spectrum of epitaxial graphene on SiC
提出了一种利用非负矩阵分解提取SiC上外延石墨烯纯拉曼光谱的方法。它克服了从实验数据中简单地减去SiC背景而导致的负光谱强度和分辨不好的光谱的问题。我们还表明，该方法类似于反卷积，由多个亚微米区域组成的光谱，其优点是不需要脉冲响应函数的先验信息。我们已经利用这一特性来表征拉曼激光束。有效的数据平滑的方法的能力也被证明。
2013-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Graphene Domain Signature of Raman Spectra of sp2 Amorphous Carbons
本文提出了一个共同的考虑拉曼光谱的sp2非晶碳一起的性质和类型的非晶。后者被归因于强迫分裂。这些碎片具有尺寸受限的石墨烯结构域，周围有杂原子项链，是固体的基本结构单元（BSU），决定了它们是具有分子结构的无定形物。多环芳烃、sp2无定形碳、石墨烯和/或石墨晶体的拉曼光谱的标准G-D-2D图案归因于BSU石墨烯域。分子近似允许将单声子光谱的G-D光谱图像与石墨烯域内的C=C键长的相当大的分散相连接，所述分散由BSU的大小、杂原子项链以及BSU堆积决定。二维双声子光谱的解释揭示了在光谱形成的电非谐性的特殊作用，并将这种效果归因于石墨烯域中高度的电子密度离域。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Raman spectroscopy of graphene antidot lattices: Evidence for systematic p-type doping
我们研究了反点晶格，这是通过电子束光刻和离子刻蚀剥离石墨烯单层制备，通过扫描拉曼光谱。在一系列样品中，系统地研究了碳晶格特征声子模的峰位、峰宽和强度。在图案化的样品中，我们发现G带模式的系统硬化，伴随着线变窄，而2D模式能量被发现与G模式能量线性相关。我们将此解释为纳米结构石墨烯的p型掺杂的证据。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Damping of Landau levels in neutral graphene at low magnetic fields: A phonon Raman scattering study
在电中性和准中性石墨烯的朗道能级展宽机制进行了研究，通过微磁拉曼实验在三个不同的样品，即，天然单层石墨烯片和背栅单层设备，都沉积在Si/SiO2衬底，和多层外延石墨烯作为参考样品。通过对与光学活性朗道能级跃迁相关的磁声子共振穿过E_2g喇曼活性声子能量的定量分析，估算了带间朗道能级跃迁宽度。与多层石墨烯相反，单层石墨烯样品显示出对低场共振的强阻尼，这与随机应变场产生的朗道能级能量的额外加宽贡献一致。在我们的单层样品中，这种额外的贡献被适当地量化为伪磁场分布Δ B = 1.0-1.7 T。
2018-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A non-dispersive Raman D-band activated by well-ordered interlayer interactions in rotationally stacked bi-layer Graphene
对单层石墨烯的拉曼测量作为有序但倾斜堆叠的双层（即，具有层间旋转）折叠在其自身上，提出了sp2碳中拉曼散射的新机制，其出现在缺乏相干AB层间堆叠的系统中。虽然母单层不表现出D-带，内部的歪斜双层产生一个强大的双峰拉曼功能附近1350 cm-1，这些峰之一是非色散，不像所有以前观察到的D-带功能的sp2碳。在拉曼散射的双共振模型中，这些不寻常的特征与偏斜的双层耦合一致，其中一层对另一层施加了弱但有序的扰动。旋转层间相互作用势的离散傅立叶结构解释了在1350 cm-1附近的不寻常的非色散峰。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Raman G-band splitting in top-doped few-layer graphene
报道了N层石墨烯中拉曼散射随顶层掺杂变化的实验研究。在高掺杂水平下，通过CHF_3等离子体处理，我们观察到双层和4层石墨烯（N偶）的光谱中的$G$带的分裂，而在单层和三层石墨烯（N奇）的情况下分裂是不可见的。不同的行为与不同的电子-声子相互作用有关，这些相互作用在不同的N层石墨烯中以不同的方式受到对称性破缺和费米能级位置的影响。在三层石墨烯中，作为费米能的函数的电子-声子耦合的减弱引起所有区域中心平面内光学声子模式的硬化，如在单层石墨烯中。另一方面，在4层石墨烯中，在G带中观察到两个不同的趋势作为掺杂的函数，表明存在两组不同的电子-声子相互作用，如在双层石墨烯中。
2010-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Raman shift and thermal expansion in graphene: temperature-dependent measurements and analysis of substrate corrections
测量和计算已经显示出关于石墨烯$α(T)$的热膨胀系数（TEC）的符号和变化的显著不一致。在这里，我们报告了专门的拉曼散射实验进行的石墨烯单层沉积在氮化硅衬底上，在宽的温度范围150- 900 K。基于$α(T)$的各种理论候选者，分析了G带和石墨烯TEC的那些测量之间的关系，其涉及针对衬底的失配贡献校正测量信号。与准谐波近似的计算相反，石墨烯的多体势重新参数化正确地再现了实验数据。这些结果表明，在室温以上，TEC更可能是正的。
2014-11-28 cond-mat.mes-hall 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
Theory of the Raman spectrum of rotated double-layer graphene
我们从理论上研究了旋转双层石墨烯的拉曼光谱，旋转双层石墨烯由两个石墨烯层相对于彼此旋转任意角度θ组成。我们发现拉曼G峰强度与角度θ的关系相对简单。另一方面，拉曼2D峰位置、强度和宽度显示出对角度θ的复杂得多的依赖性。我们考虑了所有这些效应，包括对入射光子能量的依赖，与实验数据吻合得很好。我们发现，这是足够的，包括石墨烯层之间的相互作用的电子自由度（导致在范霍夫奇异的状态密度的发生）。我们假设声子自由度不受层间相互作用的影响。此外，我们将拉曼2D峰分解为具有非常不同的线宽的两个分量;这些宽度几乎与角度θ无关。这两个分量中的一个的强度和峰位置的变化给出了对作为角度θ的函数的总体拉曼2D峰特征的依赖性的洞察。此外，我们示出了声子谱中产生拉曼2D峰值信号的区域。这项工作提供了对旋转双层石墨烯中机械自由度（角度θ）和电子自由度（态密度奇异性）之间相互作用的深入了解。此外，这项工作提供了一种方法来建立实验的旋转角θ值使用拉曼光谱测量。如果用不同的入射光子能量重复拉曼光谱测量，则该过程变得更加鲁棒。
2013-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heating Isotopically Labelled Bernal Stacked Graphene: a Raman Spectroscopy Study
当今纳米电子学最大的问题之一是如何控制组件的加热。石墨烯是一种很有前途的材料，对其热性能的研究是非常必要的。在这里，加热的双层结构的效果进行了研究，使用原位拉曼光谱。为了观察对每个单独层的影响，合成了同位素标记的双层石墨烯，其中两层由不同的碳同位素组成。因此，拉曼光谱中的声子的频率相对于彼此移动。这种技术被用来研究不同的堆叠顺序的影响。结果发现，在通过化学气相沉积（CVD）生长的双层石墨烯中，对于Bernal堆叠和随机取向的结构，两层的行为非常相似，而对于转移的样品，各层的行为更加独立。这突出了对样品制备程序的显著依赖性。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudospin for Raman D Band in Armchair Graphene Nanoribbons
通过解析构造扶手椅型石墨烯纳米带拉曼光谱中$D$带的电子-声子相互作用的矩阵元，我们表明赝自旋和动量守恒导致（i）由两个分量组成的$D$带，（ii）仅当入射光和散射光的偏振平行于扶手椅边缘时，$D$带拉曼强度增强，以及（iii）由Kohn异常效应引起的$D$带软化/硬化行为与$G$带的软化/硬化行为相关。几个实验中提到的是相关的这些结果。赝自旋与声子模的边界条件无关，而动量守恒依赖于边界条件。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping dependence of the Raman spectrum of defected graphene
我们调查的拉曼光谱的缺陷作为掺杂的功能的演变。聚合物电解质门控允许我们移动费米能级高达0.7 eV，由\textit{in-situ}霍尔效应测量监测。对于一个给定的缺陷数，我们发现，D和D'峰的强度随掺杂的增加而降低。我们将此归因于光激发电子和空穴的总散射率增加，这是由于电子-电子散射的掺杂依赖强度。我们提出了一个一般的关系D峰强度和缺陷适用于任何掺杂水平
2014-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of Edge Purity in Bilayer Graphene Using micro-Raman Spectroscopy
在双层石墨烯的边缘处进行偏振分辨显微拉曼光谱。我们发现强烈的依赖性的强度的G带上的入射激光偏振，其强度的依赖性是90度的相位的扶手椅和锯齿形的情况下，根据理论预测。对于混合状态的边缘的情况下，我们证明了偏振对比度反映了扶手椅和锯齿形边缘的分数组成，提供了边缘纯度的监测器，这是一个重要的参数，用于开发高效的纳米电子器件。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-Dielectric-Graphene Sandwich for Surface Enhanced Raman Spectroscopy
通过插入薄的高\k{appa}介电层来增强罗丹明B（RhB）的拉曼强度，所述介电层降低金-石墨烯界面处的表面等离子体激元阻尼。结果表明，通过等离子体共振增强，拉曼强度急剧增加，同时保持有效的荧光猝灭与优化的电介质层厚度。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
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
Raman Linewidth Contributions from Four-Phonon and Electron-Phonon Interactions in Graphene
拉曼峰位置和线宽提供了对材料中声子非谐性和电子-声子相互作用（EPI）的深入了解。对于单层石墨烯，先前的第一性原理计算已经产生了随着温度升高而减小的线宽，这与测量结果相反。在这里，我们明确地考虑四声子非谐性，声子重整化和电子-声子耦合，并发现所有这些都是重要的，成功地解释了$G$峰频移和线宽在我们的悬浮石墨烯样品在很宽的温度范围内。四声子散射贡献了随温度增加的显著线宽，而EPI的温度依赖性被发现在掺杂阈值（$\hbarω_G/2$，其中$ω_G$是$G$声子的频率）以上被反转。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Dependence of Raman Spectra in Strained Graphene
从理论上研究了石墨烯体和边缘拉曼光谱中G、D和2D（G $'$）带的偏振依赖性。2D和D波段在体和边缘具有不同的选择规则。在体，当散射光的偏振平行于入射光的偏振时，2D带强度最大，而D带强度不具有偏振依赖性。在边缘处，2D和D波段表现出与先前论文中提出的G波段相似的选择规则。我们建议，由石墨烯边缘引起的轴向速度上的约束方程是必不可少的G带的应变石墨烯的大部分中观察到的晶体取向的依赖性。这表明石墨烯体块中的赝自旋和谷自旋不能完全摆脱周围边缘的影响。在石墨烯边缘的G和D带上的实验的状态被提及。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-mediated anharmonicity and its role in the Raman spectrum of graphene
本研究通过综合考虑一阶电声耦合、电子介导的声子-声子耦合及晶格非谐性，成功解释了石墨烯G模式频率与线宽的温度依赖性，为研究电声耦合与非谐性并存的材料声子动力学提供了普适方法。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantifying defects in graphene via Raman spectroscopy at different excitation energies
我们提出了一个拉曼光谱研究的Ar（+）轰击石墨烯样品随着离子剂量的增加。这使我们能够控制、增加缺陷量。我们发现，对于一个给定的缺陷密度的D和G峰强度之间的比例强烈依赖于激光激发能。我们量化了这种效应，并提出了一个简单的方程，通过拉曼光谱的任何可见的激发能的点缺陷密度的测定。我们注意到，对于所有激发，D与G强度比在~ 3 nm的缺陷间距离处达到最大值。因此，给定的比率可以对应于高于或低于最大值的两个不同的缺陷密度。G峰宽及其色散与激发能的分析解决了这种模糊性。
2011-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Estimation of Young's Modulus of Graphene by Raman Spectroscopy
石墨烯的杨氏模量通过使用拉曼光谱测量由石墨烯膜上的压力差施加的应变来估计。在加压的石墨烯球上引起的应变可以直接从拉曼G带的峰位移估计。通过比较测量应变与数值模拟，我们得到了石墨烯的杨氏模量。单层和双层石墨烯的估计杨氏模量值分别为2.4 \pm 0.4 TPa和2.0 \pm 0.5 TPa。
2012-08-11 cond-mat.mes-hall
Charge carrier density-dependent Raman spectra of graphene encapsulated in hexagonal boron nitride
我们提出了低温拉曼测量封装在六方氮化硼中的栅极可调谐石墨烯，这使得可以详细研究拉曼G和2D模式的频率和线宽作为载流子密度的函数。我们观察到一个明显的软化的拉曼G模式（高达2.5厘米$^{-1}$）在低载流子密度由于声子异常和残留的G模式线宽$\approx$ 3.5厘米$^{-1}$在高掺杂。通过分析G模式对掺杂和激光功率的依赖性，我们提取出电子-声子耦合常数为$\approx$ 4.4 $\times$ 10 $^{-3}$（对于G模式声子）。封装的石墨烯的超平坦性质导致14.5 cm $^{-1}$的最小拉曼2D峰线宽，并且允许观察到对于5 $\times$ × 10 $^{12}$ cm $^{-2}$（激光激发能为2.33 eV）的电子密度，高达18 cm $^{-1}$的2D峰的固有电子-电子散射诱导的加宽。我们的研究结果不仅提供了对电子-声子耦合和电子-电子散射在2D峰加宽中的作用的见解，而且还关键地显示了使用拉曼光谱（即使用G和2D模式的频率和线宽）在载流子密度，应变和应变不均匀性方面对石墨烯进行基准测试时的局限性。当利用空间分辨的2D拉曼线宽图来评估衬底引起的纳米级应变变化时，这是特别相关的。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall 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
Gate dependent electronic Raman scattering in graphene
我们报道了在门控单层石墨烯器件中直接观察到的偏振分辨电子拉曼散射。电子拉曼散射光谱的演化与栅极电压和它的偏振依赖性是在完全符合理论预期的非共振拉曼过程，涉及跨狄拉克锥的带间电子-空穴激发。我们进一步表明，电子拉曼散射信号的光谱依赖性可以简单地描述在长波长极限的石墨烯的动态极化率。直接观察石墨烯中狄拉克费米子激发的可能性为石墨烯和其他2D晶体的电子性质的有前途的拉曼研究开辟了道路。
2016-02-13 cond-mat.mes-hall
Addressing Raman features of individual layers in isotopically labeled Bernal stacked bilayer graphene
最重要的频带的石墨烯（2D和2D素模式）的应变的评价进行了研究。结果表明，对于Bernal堆叠的双层，双声子拉曼特征具有三个不同的组件，可以被分配到起源于顶部石墨烯层，底部石墨烯层，以及从起源于顶部和底部层的过程的组合的过程。2D和2D主模的各个分量被解纠缠。报道的结果能够解决同位素标记的乱层和Bernalstacked石墨烯系统中单个石墨烯层的性质。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Surface-enhanced Raman scattering in graphene deposited on Al$_x$Ga$_{1-x}$N/GaN axial heterostructure nanowires
研究了沉积在AlxGa 1-xN/GAN轴向异质结构纳米线上的石墨烯的表面增强拉曼散射。石墨烯拉曼光谱的强度与铝含量无关。石墨烯拉曼谱带参数、KPFM和电反射率的分析显示了极化电荷的屏蔽。理论计算表明，石墨烯中的等离子体共振远远超出了拉曼光谱范围。这排除了SERS的电磁机制的存在，因此表明增强的化学机制。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Electron-electron interactions and doping dependence of the two-phonon Raman intensity in graphene
拉曼光谱是表征石墨烯样品的快速、非破坏性手段。特别地，拉曼光谱显示出对掺杂的显著依赖性。虽然G峰的位置和宽度的变化可以通过$Γ$处的非绝热Kohn异常来解释，但是还没有解释2D峰强度的显著掺杂依赖性。在这里，我们表明，这是由于电子-声子和电子-电子散射的组合。在全共振条件下，光生电子-空穴对不仅可以与声子散射，还可以与掺杂诱导的电子或空穴散射，这改变了强度。我们解释了掺杂的依赖性，并展示了它如何可以用来确定相应的电子-声子耦合。这是高于预测的密度泛函理论，作为一个后果的重整化库仑相互作用。
2009-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of Graphene
从理论角度对石墨烯的拉曼光谱进行了综述。在介绍了构建模块（电子能带结构、声子色散、电子-声子相互作用、电子-光耦合）之后，使用含时微扰理论计算拉曼强度。对贡献项的分析允许对拉曼峰位置和强度的直观理解。纯石墨烯的拉曼光谱仅显示两个主峰。然而，它们作为内部和外部参数的函数的变化以及与缺陷相关的二次峰的出现传达了关于系统的大量信息。因此，拉曼光谱通常用于分析石墨烯样品的层数、缺陷、掺杂和应变。与此同时，石墨烯的光学性质的研究也是一个有趣的领域。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
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
Tunable quantum interference in bilayer graphene in double-resonant Raman scattering
双层石墨烯中的双共振$2D$拉曼模式的线形通常被认为是特定激光激发能的特征。在这里，在一个联合的实验和理论研究中，我们分析了双层石墨烯的双共振拉曼散射过程的电子展宽参数$γ$的依赖性。我们证明了对称和反对称散射过程之间的比例敏感地依赖于电子态的寿命，解释了实验观察到的复杂的$2D$模式线形状的变化。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall
Probing the Nature of Defects in Graphene by Raman Spectroscopy
拉曼光谱能够通过缺陷激活峰探测石墨烯中的无序。将这些特征与疾病的本质联系起来是非常有趣的。在这里，我们提出了一个详细的分析的拉曼光谱的石墨烯含有不同类型的缺陷。我们发现，D和D'峰的强度比在sp3缺陷处最大（~ 13），在类空位缺陷处减小（~ 7），在石墨中的边界处达到最小值（~3.5）。
2012-07-09 cond-mat.mes-hall
Raman spectroscopy as probe of nanometer-scale strain variations in graphene
共焦拉曼光谱是一种多功能、非侵入性的研究工具，也是石墨烯表征的主要工具。在这里，我们表明，实验观察到的拉曼2D线宽是纳米尺度的应变变化在石墨烯的措施。通过研究高磁场下G线和2D线之间的关系，我们发现2D线宽包含了石墨烯纳米级平整度和晶格变形的有价值的信息，即使在零磁场下，它也是对石墨烯结构质量进行分类的一个很好的量。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall
Two-phonon Raman bands of bilayer graphene: revisited
我们提出了完整的计算双层石墨烯的双声子拉曼光谱带，包括所有的泛音和组合模式，在密度泛函紧束缚模型。基于我们的结果，我们明确地指定所观察到的双声子拉曼带的双声子模式，从而解决了现有的争议。特别是，我们表明，泛音和组合模式有重要的贡献的2D频带，带来具体的修改的频带形状。我们认为，一个中程双声子拉曼带，以前分配给2ZO模式，应分配给TOZO'模式。我们发现，拉曼波段，通常分配给LOLA模式，有显着的贡献，从TOZO模式。预测的拉曼谱带可用于分配的观察到的双层石墨烯的拉曼光谱中的样品表征的需要，为未来的技术应用。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall
Raman spectra and infrared intensities of graphene-like clusters in compared to epitaxial graphene on Si
石墨烯有几种生长方法。在这项研究中，石墨烯类簇的SiC晶片上的生长是通过退火的晶片在真空蒸发系统配备了热源配件。为了评价这种生长方法的质量，对类石墨烯团簇的拉曼光谱和红外强度进行了理论和实验研究。为了进行理论研究，考虑了三种类型的石墨烯团簇，并使用Hartree-Fock方法找到了它们的拉曼光谱和红外强度。结果表明，团簇的几何形状，并在随后的几何形状依赖的高（低）的电荷分布在团簇表面的不均匀性导致高（低）的红外强度。测量了实验光谱，并与理论光谱进行了比较。当波数小于1700 Cm-1时，拉曼光谱的理论值与实验值吻合较好。结果表明，采用物理蒸发法在SiC衬底上生长单层石墨烯时，需要更精确的温度控制和更高的真空度。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall
Comparative study of the two-phonon Raman bands of silicene and graphene
本文采用密度泛函非正交紧束缚模型计算研究了硅烯和石墨烯的双声子拉曼光谱。由于在两种结构的电子结构中存在接近费米能的线性带，声子的拉曼散射是共振的。我们发现，拉曼光谱表现出交叉行为的激光激发接近π-等离子体激元能量。这种现象是由共振拉曼散射的某些路径的消失和其他路径的出现超出了这个能量解释。此外，电子联合态密度在该能量下是发散的，这以定性不同的方式反映在两种结构的拉曼带的行为上。此外，一些拉曼带，起源于发散的声子态密度在M点和点，布里渊区内，也被预测。石墨烯的计算光谱与现有的实验数据非常吻合。所得拉曼谱带可用于硅烯和石墨烯样品的拉曼光谱结构表征。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall
