高应变硅中拉曼应变位移的测量与第一性原理预测
应用物理
2023-01-31 v2
摘要
本工作展示了经实验测量验证的第一性原理模拟如何导致对硅中作为应变函数的预期拉曼位移的新准确预测。首先对应变原胞进行结构弛豫，以解决各应变水平下硅原子的相对位移。随后使用密度泛函微扰理论（DFPT）计算高应变硅中光学声子模的能量并获取应变-位移趋势。利用自上而下的方法制备的硅微梁，通过扫描电子显微镜（SEM）结合背散射拉曼光谱进行实验表征，验证了模拟结果。得益于氮化硅致动器的内部拉伸应力，微梁应变高达 2，从而在高应变条件下验证了微扰理论。结果与声子形变势（PDP）理论进行比较，并讨论了文献中各种参数引起的不确定性。模拟得到的纵向光学 LO（分别对应横向光学 TO）模应变-位移系数为 -175.77 cm（分别为 -400.85 cm），实验值为 -160.99 cm（分别为 -414.97 cm），显示出良好一致性。
引用
@article{arxiv.2212.03049,
title = {Raman Strain-Shift Measurements and Prediction from First-Principles in Highly-Strained Silicon},
author = {Nicolas Roisin and Marie-Stéphane Colla and Jean-Pierre Raskin and Denis Flandre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03049},
year = {2023}
}
备注
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