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各向异性层状材料角分辨偏振拉曼强度的定量预测

介观与纳米尺度物理 2025-07-21 v3 材料科学

摘要

角分辨偏振拉曼光谱为探究各向异性层状材料的光学各向异性及与对称性相关的电子-光子/电子-声子耦合提供了深刻见解。然而,自其十余年前被发现以来,ALM 薄片的 ARPR 响应表现出对薄片厚度、激发波长和介电环境的令人困惑的依赖性,使其理解与预测复杂化。本研究以黑磷(BP)(大于 20 nm)薄片和四层 Td-WTe2 为例,引入了内禀拉曼张量(Rint),并提出了一种策略:通过考虑多层结构内部的双折射、线性二向色性和多层干涉,结合沿面内轴由实验测定的复折射率以及对应声子模式的 Rint 复张量元素,来预测较厚与原子级薄 ALM 薄片的 ARPR 强度轮廓。推导了有效拉曼张量的张量元素,其直接关联到 ALM 表面外部入射光与散射光的偏振矢量,用于定量预测这些 ALM 薄片的 ARPR 强度,展示出对 ALM 厚度、介电衬底和激发波长的复杂依赖性。该框架可推广至从原子级薄层到体块极限的其他 ALM 薄片,从而促进对其 ARPR 强度的全面预测,而不受层依赖电子性质的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.16053,
  title  = {Quantitatively predicting angle-resolved polarized Raman intensity of anisotropic layered materials},
  author = {Jia-Liang Xie and Tao Liu and Yu-Chen Leng and Rui Mei and Heng Wu and Chen-Kai Liu and Jia-Hong Wang and Yang Li and Xue-Feng Yu and Miao-Ling Lin and Ping-Heng Tan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16053},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 6 figures