二維材料具有優(yōu)異的電子僚饭、光學和力學性能震叮，具有很高的科學價值和巨大的應用潛力胧砰。拉曼光譜已經(jīng)被證明是一種快速鳍鸵、方便和非破壞性的技術(shù)，可以在實驗室和大規(guī)模生產(chǎn)的規(guī)模上表征2DMs的基本性質(zhì)尉间。
拉曼光譜技術(shù)表征二維材料的應用研究
上個世紀偿乖，層狀材料得到了廣泛的研究。然而在Novoselov等人將具有原子厚度的真正二維材料(2DMs)石墨烯剝離之前哲嘲，層狀材料的單層成分是無法達到的贪薪。石墨烯具有許多非凡的特性，它的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們對二維材料(2DMs)的巨大興趣眠副，其范圍廣泛画切，從絕緣體、拓撲絕緣體囱怕、半導體霍弹、半金屬和金屬到超導體毫别。各種2DMs合成的新進展為基礎科學現(xiàn)象的研究提供了機會和多功能平臺，如無質(zhì)量狄拉克費米子典格、超導體岛宦、鐵磁性、半整數(shù)量子霍爾效應耍缴，以及在高端電子砾肺、自旋電子學、光電子防嗡、能量收集和柔性電子等方面的潛在應用变汪。由于厚度超薄，2DMs的能帶結(jié)構(gòu)蚁趁、晶格振動和電子-聲子相互作用等特性對制備方法疫衩、尺寸、襯底荣德、成分闷煤、厚度、摻雜涮瞻、缺陷鲤拿、空位、應變署咽、晶體相等都很敏感近顷。此外，Z近的研究進展為研究垂直范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)(vdWHs)的不同尋常的特性和特殊的器件性能宁否，這種異質(zhì)結(jié)構(gòu)是基于通過vdW相互作用將2dm按精確順序逐層垂直疊加而成的窒升。vdWHs不受晶格匹配和制造兼容性的限制，結(jié)合了不同2dm的優(yōu)點慕匠，為新功能的設計提供了巨大的機會饱须。為了識別2DMs和vdWHs的各種基本性質(zhì)，需要一種方便的原位表征技術(shù)台谊。
在眾多的表征方法中蓉媳，拉曼光譜是一種快速、無損的表征方法锅铅，具有較高的空間和光譜分辨率酪呻，在實驗室和大規(guī)模生產(chǎn)中都很適用。一般來說盐须，2DMs中晶格振動(即聲子)的拉曼峰具有幾個突出的特征玩荠，包括線的形狀、峰的位置(Pos)、半Z大值處的全寬度(FWHM)和強度(I)阶冈，這些特征包含了描述2DMs的物理和化學性質(zhì)的有用信息屉凯，如量子干涉、聲子頻率眼溶、中間態(tài)和拉曼過程的衰減率悠砚、電子-聲子耦合、電子態(tài)等堂飞。根據(jù)晶格振動的原子位移灌旧，在2DMs中有兩種拉曼模，層內(nèi)模和層間模绰筛，分別來源于層內(nèi)化學鍵和層間vdW相互作用枢泰。層內(nèi)拉曼模的特征提供了組成和結(jié)構(gòu)相的信息。它們對外界擾動的響應為研究2DMs的基本性質(zhì)提供了機會铝噩，如聲子非諧性的溫度依賴性衡蚂、電子-聲子耦合(EPC)和熱膨脹、epc的靜電摻雜依賴性骏庸、彈性常數(shù)的應變依賴性毛甲、聲子約束效應的缺陷濃度依賴性、費米速度的磁場依賴性和多體效應具被、激發(fā)能(Eex)依賴于帶結(jié)構(gòu)玻募、雙共振拉曼過程、層間EPC和聲子色散一姿。層間拉曼模包括層-層振動七咧，其中每一層可以視為一個整體單元，在拉曼光譜中稱為線性鏈模型(LCM)叮叹。低頻拉曼技術(shù)艾栋，可以很容易地觀測到2dm的層間拉曼模，它對2DM片的厚度和堆積順序高度敏感蛉顽。LCM還可以擴展到vdWHs蝗砾，用于研究界面耦合和跨維EPC。
此外蜂林，vdWHs中周期勢誘導的moiré模式導致成分的非中心層內(nèi)聲子被折疊回布里淵帶(BZ)的中心遥诉，如扭曲多層石墨烯(tMLG)中的R和R '模以及扭曲雙分子層MoS2(t2LM)中的moiré聲子。所有這些拉曼特征都可以用來探測2dm的基本性能噪叙，包括厚度、結(jié)構(gòu)相霉翔、摻雜水平睁蕾、彈性性能等。來自其他激發(fā)的拉曼峰，如相關(guān)電子子眶、自旋和電荷密度瀑凝，也可以揭示2DMs中復雜的量子現(xiàn)象，包括超導臭杰、自旋動力學粤咪、磁相變和電荷密度波相變。
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