SIM-RUC
Surface & Interface Modeling
for Emerging Nanomaterials and Devices

《美国化学会•纳米》发表胡智鑫博士合作研究成果


2015-07-01


近日,物理系季威教授研究组胡智鑫博士与中国科学院半导体研究所所谭平恒研究组剑桥大学Ferrari教授合作,研究了多层转角石墨烯中层间剪切和呼吸模的变化规律,发现多层转角石墨烯层间的结构失配是导致剪切模式大幅软化的主要原因,而剪切模式却不受其影响。相关研究成果于610日在线发表在《美国化学会·纳米》上(ACS NANO 2015, 9, 7440-7449)。胡智鑫博士是理论模拟部分的主要完成人,季威教授为论文的共同通讯作者。



石墨烯等二维层状材料具有优异的电学及光学性质,可以通过改变多层堆垛方式调控这类层状材料的物理性质。多层石墨烯稳定的堆垛方式是Bernal堆垛,但是,通过人为调控可以改变部分层的晶格取向从而形成多层转角石墨烯。石墨烯结构的改变影响了层间电学和力学耦合的强度,有可能出现不同于传统石墨烯的光电性质。第一性原理计算结合Raman光谱研究发现,转角石墨烯相比Bernal结构石墨烯层间剪切模式的频率大幅降低,其层间耦合强度只有Bernal结构的五分之一。然而,其呼吸模式却对层间堆垛方式的不敏感,转角结构与Bernal结构的振动频率相差很小。这一点与层间剪切模式的表现完全不同。通过理论计算分析石墨烯的层间电子耦合,发现多层转角石墨烯层间的结构失配是导致剪切模式大幅软化的主要原因,而剪切模式并不受其影响。这项研究对分析多层转角石墨烯的层间耦合作用有重要意义,并且可以推广到其他二维材料,为分析二维材料的层间电学和力学耦合提供新思路。


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