轉(zhuǎn)角多層石墨烯層間耦合的共振拉曼光譜研究

編號(hào)：NMJS06815

篇名：轉(zhuǎn)角多層石墨烯層間耦合的共振拉曼光譜研究

作者：吳江濱 張昕 韓文鵬 喬曉粉 M. Ijas A. C. Ferrari 譚平恒

關(guān)鍵詞： 石墨烯 層間剪切模 層間呼吸模 二維異質(zhì)結(jié) 拉曼光譜

機(jī)構(gòu)： 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 CGC

摘要： 我們通過共振拉曼光譜測量了轉(zhuǎn)角多層石墨烯的層間振動(dòng)模式：剪切模和呼吸模。根據(jù)改進(jìn)的線性模型，我們發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)角多層石墨烯界面處的層間呼吸耦合與正常Bernal堆垛多層石墨烯的強(qiáng)度相當(dāng)。此結(jié)果明顯不同于層間剪切耦合，后者在轉(zhuǎn)角多層石墨烯界面處的層間剪切耦合減弱到了正常Bernal堆垛多層石墨烯的20％。另外，我們首次發(fā)現(xiàn)層間呼吸耦合存在著次近鄰原子層之間的相互作用，其強(qiáng)度為最近鄰的9％。我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用與界面層間旋轉(zhuǎn)角度相對(duì)應(yīng)的激發(fā)光時(shí)，轉(zhuǎn)角多層石墨烯的拉曼信號(hào)得到極大的增強(qiáng)。為此，我們引入光學(xué)躍遷允許的電子聯(lián)合態(tài)密度的概念，通過理論計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)這種聯(lián)合態(tài)密度的極大值決定了拉曼信號(hào)共振線型的激發(fā)光能量極值。本研究表明，層間振動(dòng)模式是探測二維層狀異質(zhì)層間耦合的有效手段，為其在器件應(yīng)用方面的研究奠定了基礎(chǔ)。