缺铜 CuInP2S6 中相分离畴间的应变研究
材料科学
2023-05-25 v1
摘要
CuInP2S6（CIPS）是一种新兴的层状铁电材料，其居里温度 TC 高于室温。当合成中存在铜缺陷（即 Cu1-xIn1+x/3P2S6）时，材料在同一单晶内分离为 CIPS 与 In4/3P2S6（IPS）自组装异质结构。随着铜含量降低，CIPS（IPS）畴的体积分数减小（增大），这种分离导致 CIPS 与 IPS 相之间产生显著的面内与面外应变。本文合成了具有不同铜含量（x = 0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7、0.8 与 1）的 CIPS，并通过各自拉曼、红外与光学反射谱的演化测量了 CIPS 与 IPS 相间的应变。密度泛函理论计算揭示了 CIPS 与 IPS 相特有的振动模式，可用于通过二维拉曼映射区分两相。对 CIPS 与 IPS 拉曼峰随组成变化的频率与强度的比较显示出随 CIPS 相分数（即 Cu/In 比）降低而有趣的趋势。我们的数据揭示了红移与蓝移的拉曼及红外峰频率，并将其归因于材料分离为 CIPS 与 IPS 化学畴所产生的晶格应变。在 Cu/In 比为 0.33（Cu0.4In1.2P2S6）时应变最高，我们将其归因于 CIPS 与 IPS 相彼此施加的大小相等、方向相反的应变。此外，由光学反射谱提取的带隙显示数值下降，其中 Cu0.4In1.2P2S6 的最低值约为 2.3 eV。
引用
@article{arxiv.2305.15082,
title = {Investigating strain between phase-segregated domains in Cu-deficient CuInP2S6},
author = {Rahul Rao and Ryan Selhorst and Jie Jiang and Benjamin S. Conner and Ryan Siebenaller and Emmanuel Rowe and Andrea Giordano and Ruth Pachter and Michael A. Susner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.15082},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 6 figures