拉曼光譜是一種功能強大的非破壞性方法，廣泛用於(yu) 研究材料的結構、物理和化學性質。近年來，它被成功地引入到二維半導體(ti) 的電子能帶結構、聲子色散能、電子-聲子相互作用、晶體(ti) 取向、疊加順序、麵內(nei) 各向異性等研究中。各種二維半導體(ti) 的結構特性對理解各自材料的拉曼光譜很重要。
二維半導體(ti) 結構與(yu) 拉曼選擇規則
在二維材料的基麵上，晶格周期性與(yu) 層狀體(ti) 相中的晶格周期性相同。體(ti) 和ML (2D)之間的主要區別是沿z方向的破壞對稱。例如，一些著名的TMDCs體(ti) 態的原子公式為(wei) 2H-MX2 (H:六邊形對稱，M: Mo, W, X: S, Se, Te)，由於(yu) z向的破晶對稱，在ML中變為(wei) 1H-MX2。因此，二維半導體(ti) 晶體(ti) 平麵可以用兩(liang) 個(ge) 平行於(yu) 基平麵的基向量表示。根據單位細胞中矢量的長度和夾角，可以在二維空間中得到4種不同的晶體(ti) 結構，其中包含5個(ge) 布拉瓦晶格。應當指出，由於(yu) 元素周期表中有大量過渡金屬，許多過渡金屬以層狀結構結晶，因此在自然界中可以找到許多tmdc。雖然所有這些層狀化合物都具有相同的MX2化學式，但並不是所有的都是半導體(ti) 或石墨狀六邊形結構。塊狀TMDCs的晶格以三角配位或八麵體(ti) 配位排列，形成三種不同的晶型:1T、2H和3R(其中數字表示單位單元中X-M-X單元的數量，字母分別表示三角、六邊形和菱形)。但是ML TMDCs隻表現出兩(liang) 種形態:三角棱形(1H)和八麵體(ti) (1T)。其中1H相和1T相分別屬於(yu) D3h (2H: D6h)和D3d點群。1H-MX2被認為(wei) 是具有麵內(nei) 各向同性的石墨烯類似物。而一些TMDCs，如Re基硫屬化合物(ReX2)，則表現出較強的麵內(nei) 各向異性，在體(ti) 積和ML形式的中均具有Ci點群的晶體(ti) 對稱性。
mmc家族中有兩(liang) 個(ge) 亞(ya) 族，化學式為(wei) MX (M: Si, Ge, and Sn或M: Ga, and in)。IV類mmc (Si, Ge和Sn)具有正交晶型結構，具有較低的晶體(ti) 對稱性C2v點群(體(ti) 積和ML)。因此，它們(men) 也表現出平麵內(nei) 各向異性。第三類mmc (Ga和In)具有不同的晶型，因此屬於(yu) 不同的對稱群(β:六方(2H) D6h， γ:正交(3R) C3v， ε:六方(2H) D3h)。
與(yu) 2H-MX2一樣，這些材料也是高度對稱的化合物，並保持平麵內(nei) 各向同性。除mmc外，In還有其他的層狀化合物，化學式為(wei) In2X3 (X: S和Se)，在室溫下具有兩(liang) 種穩定的晶型(2H和3R)。盡管可以通過高溫高壓合成多種晶型，但最穩定的BP形式是正交晶型。該相也具有高度的平麵內(nei) 各向異性。這種晶體(ti) 結構可能有四種不同的疊加，即AA、AB、AC和AD，其中熱力學最穩定的是AB疊加。重要的是，所有這些疊加序列都屬於(yu) D2h點群。因此，該點群所描述的BP布裏淵區中心聲子分支的數量對於(yu) 任何這些疊加序列都是相同的。
要使聲子模具有拉曼活性，最重要的參數是非零極化張量。一階拉曼模的極化張量決(jue) 定了各自拉曼模的拉曼強度。拉曼張量和散射幾何的結合定義(yi) 了特定聲子模式的拉曼選擇規則，從(cong) 而確定了拉曼散射效率。對於(yu) 已知點群的給定晶體(ti) 結構，其振動模數可由群論分析的不可約表示得到。然後，根據相應的基本函數確定拉曼有源模式。因此，為(wei) 了正確理解二維材料的拉曼光譜，了解特定晶體(ti) 各自的點群(空間群)是很重要的。
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