单层Janus过渡金属硫族化合物的拉曼数字孪生
材料科学
2026-01-06 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
单层过渡金属硫族化合物(TMDs)是一类具有广泛技术潜力的关键二维(2D)材料。它们的Janus对应物由于面外对称性破缺而展现出独特的性质，并进一步丰富了TMDs的功能性。然而，Janus TMDs的实验合成与识别仍然具有挑战性。因此，非常需要一种快速、简单且原位表征技术来实时监测从母体结构到Janus结构的转化过程。拉曼光谱非常适合此类任务，因为它是一种强大、无损且非常常用的工具，可用于原位和非原位表征二维材料。为了充分发挥拉曼光谱在快速表征Janus TMDs方面的潜力，我们为2H和Td两种相的各种单层Janus TMDs提供了一个计算“拉曼数字孪生”库。我们聚焦于第6族TMDs：MoS、WS、MoSe、WSe、MoTe、WTe及其Janus变体：MoSSe、MoSTe、MoSeTe、WSSe、WSTe和WSeTe。利用第一性原理密度泛函理论(DFT)，我们计算了它们的振动性质并预测了独特的拉曼指纹。这些声子和拉曼特征反映了每种材料的结构对称性和原子组成，从而能够通过拉曼光谱进行清晰识别。我们的理论工作通过提供材料识别、结构分析和质量控制的基准来支持实验工作。该计算库加速了Janus二维材料的发现与开发，促进了理论预测与实验验证之间更紧密的整合。
引用
@article{arxiv.2510.09839,
title = {Raman Digital Twin of Monolayer Janus Transition Metal Dichalcogenides},
author = {Johnathan Kowalski and Liangbo Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09839},
year = {2026}
}