重构扭角 Homo 与 Hetero 双层体系中声子模式的探测
介观与纳米尺度物理
2025-06-25 v1
摘要
在 van der Waals 异构体和异质体双层体系中进行扭角工程可由于晶格重构导致其电子、光学和机械性质的深刻修改。 在这些系统中，层间耦合和原子重新排列强烈取决于扭角,导致周期性莫尔条纹(superlattice)的形成。 在小扭角下,显著的晶格松弛导致域结构的出现,并由一维声子网络分隔,影响电子能带结构和声子模式。本文系统性地研究了晶格重构对扭曲双层石墨烯 (TBLG,homo) 和石墨烯-hBN 莫尔超晶格 (hetero) 声子色散的影响。利用拉曼光谱,我们在不同扭角区间识别出不同的声子行为。在 TBLG 中,我们观察到 G 峰的演化,包括展宽、分裂以及在 0.3 到 1 度的小扭角范围内出现额外峰,这些现象归因于莫尔条纹修饰的声子相互作用。在大扭角下,峰值逐渐合并回单个特征,反映出晶格重构影响的减弱。同样在 hBN 石墨烯莫尔超晶格中,我们检测到莫尔诱导的拉曼峰位于 G 峰的上方和下方,而中心 G 峰对扭角变化保持不变。理论计算揭示了来自不同堆叠区域的莫尔声子模式,为理解声子色散提供了洞察。我们的結果 建立了扭角、晶格重构、莫尔声子及层间耦合之间的直接联系,为理解扭曲双层体系中的声子工程提供了基础框架。这些发现为控制下一代 van der Waals 异质结构的声子、光电和热传导性质提供了可能。
引用
@article{arxiv.2506.19669,
title = {Probing Phonon Modes in Reconstructed twisted Homo and Hetero Bilayer System},
author = {Sushil Kumar Sahu and Robin Bajaj and Syed Ummair Ali and Ajay Bhut and Roshan Jesus Mathew and Shinjan Mandal and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Manish Jain and Chandan Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.19669},
year = {2025}
}