MoS2中层数分析检测方案(激光拉曼光谱)

JOBINYVONTechnology Renata Lewandowska， HORIBA Scientific， 231 rue de Lille， 59650 Villeneuve d'Ascq 摘要 介绍两种通过拉曼光谱判断MoS，层数的方法 关键词 MoS，，纳米材料分析，拉曼光谱，拉曼成像 层状的低维结构 如很多的层状材料一样， MoS，具有两种振动模式：层内振动模式和来源于整个层移动的层间振动模式。层内振动模式主要是与一层或多层的化学组成相关，是材料的主要指纹信息来源。但是，这些指纹信息会受到层数的细微影响。因为整层的质量巨大，层间的振动模式会出现在低波数附近，并与层数相关。因此，层内和层间两种振动模式均可以用来鉴定材料的层数。 Fig. 1中展示的是本文研究的MoS，样品的白光照片( courtesy of A. Shukla IMPMC，Pierre and Marie Curie University， France)。该样品已经在引文[1]中研究过。 Fig.1 MoS，样品的白光照片，蓝色矩形框内对应的是拉曼成像区域 方法一：分析指纹振动模式 ( intralayer) 方法二：分析低波数振动模式 (interlayer ) Fig.2a 基于指纹振动信息得到的不同层数MoS，的拉曼成像图 MoS，的层数由两个指纹峰之间的位置距离决定(在大块MoS，样品中出现的383 cm-1和408 cm-1[2])。随着层数的增多，383 cm-1向低波数移动，408 cm-1向高波数移动(Fig.2b)。 Fig. 3a 基于低波数信息得到的不同层数MoS，的拉曼成像图 分析简单易行，如Fig.3b所示，通过不同的拉曼峰对多层的MoS，进行拉曼成像。使用光标夹住特征峰，利用峰强进行拉曼成像已经很好的解决这个问题。在这项研究中，CLS法成像可以提供更好的对比度。 为了获得Fig.2a所示的图像，首先对峰进行拟合找到准确的峰位，然后对两个峰位的距离进行计算和成像。当层数大于4层的时候，两个峰之间的距离趋近于大块样品数值，从而会导致区分不同厚度的层数越来越困难。 Fig.2b： MoS，指纹区的拉曼光谱 层间振动模式主要出现在35 cm1以下。在这个分析中，主要用了剪切模式，在这个范围里出现的其它的峰对应于二次剪切模式或压缩模式，这些信息可以确定层数。对应的频率可以预测某层的重量和剪切强度。更多的细节可以参考文献[1]和[3]。 Fig.3b： MoS，在低波数区域的拉曼光谱 所有的测量(低波数和指纹特征峰)都使用超低波数附件ULFTM完成。超低波数附件，具有高光通量，同时获得斯托克斯和反斯托克斯信号，可测低至10 cm-1的拉曼信号。(http：//www.horiba.com/scientific/products/raman-spectroscopy/accessories/ultra-low-frequency-raman-module/) ( 参考文献 ) 1.M.Boukhicha at al.， Phys. Rev. B87 (2013) 195316 ( 2 H.Li at al.， Adv， Funct ， Mater ， 22(2012) 1 3 85. 3 ) ( F.Bonaccorso at al.， ACSNano 7 ( 2013) 1838. ) ( 4. H.Zeng at al.， Phys， Rev. B86 (2012) 241301. ) ( 5. X.Zang at al.， Phys. Rev. B87 (2013)115413 ) 6. C.Lee at al.， ACS Nano 4(2010)2695. HORIBAScientific 北京 北京市海淀区海淀东三街2号欧美汇大厦12层(100080) 上海 上海市长宁区天山西路1068号联强国际广场A栋一层D单元 (200335)广州 广州市天河区体育东路138号金利来数码网络大厦1612室(510620)成都 成都市青羊区人民南路一段86号城市之心大厦17层C1(610016) 西安 .西安市高新区锦业一路56号号祥城市广场B栋Win国际2306室 Fig.4.结合两种方法获得的MoS，层数的拉曼成像 JOBIN YVON Technology T：010-8567 9966 F：010-8567 9066 T：021-22139150/62896060 F：021-6289 5553 T：020-38781883 F：020-38781810 HORIBAExplore the futureAutomotive Test Systems Process & EnvironmentalMedicaledicalSemiconductorll Scientific 如很多的层状材料一样，MoS2具有两种振动模式：层内振动模式和来源于整个层移动的层间振动模式。层内振动模式主要是与一层或多层的化学组成相关，是材料的主要指纹信息来源。但是，这些指纹信息会受到层数的细微影响。因为整层的质量巨大，层间的振动模式会出现在低波数附近，并与层数相关。因此，层内和层间两种振动模式均可以用来鉴定材料的层数。所有的测量（低波数和指纹特征峰）都使用超低波数附件ULFTM完成。超低波数附件，具有高光通量，同时获得斯托克斯和反斯托克斯信号，可测低至10 cm-1的拉曼信号。