转角多层石墨烯层间耦合的共振拉曼光谱研究

编号：NMJS06815

篇名：转角多层石墨烯层间耦合的共振拉曼光谱研究

作者：吴江滨 张昕 韩文鹏 乔晓粉 M. Ijas A. C. Ferrari 谭平恒

关键词： 石墨烯 层间剪切模 层间呼吸模 二维异质结 拉曼光谱

机构： 中国科学院半导体研究所 CGC

摘要： 我们通过共振拉曼光谱测量了转角多层石墨烯的层间振动模式：剪切模和呼吸模。根据改进的线性模型，我们发现在转角多层石墨烯界面处的层间呼吸耦合与正常Bernal堆垛多层石墨烯的强度相当。此结果明显不同于层间剪切耦合，后者在转角多层石墨烯界面处的层间剪切耦合减弱到了正常Bernal堆垛多层石墨烯的20％。另外，我们首次发现层间呼吸耦合存在着次近邻原子层之间的相互作用，其强度为最近邻的9％。我们发现当采用与界面层间旋转角度相对应的激发光时，转角多层石墨烯的拉曼信号得到极大的增强。为此，我们引入光学跃迁允许的电子联合态密度的概念，通过理论计算，我们发现这种联合态密度的极大值决定了拉曼信号共振线型的激发光能量极值。本研究表明，层间振动模式是探测二维层状异质层间耦合的有效手段，为其在器件应用方面的研究奠定了基础。