《Current Applied Physics》：Raman spectroscopic studies of strong interaction between CVD grown Te chain and 1T′-MoTe
2 substrate
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本研究通过极化光学成像和角度分辨拉曼光谱，系统比较了在1T'相MoTe?衬底上生长的两种取向碲薄膜（Te1和Te2）的光学与振动特性。发现Te2的拉曼光谱对称性改变且光各向异性差异显著，证实了碲链与衬底间的强界面相互作用是导致取向依赖性性质改变的主因。
杨宇成|文秀敏|朴镇英|金东一|朴建宇|黄智允|金俊英|韩刚熙|朴承荣
韩国仁川市仁川国立大学（INU）物理系，22012
摘要
碲（Te）晶体具有一维链状结构，由于其内在的手性而受到了广泛关注。最近有报道称，可以通过化学气相沉积在准一维的1T′-MoTe2基底上生长出大尺度的碲薄膜。在这些样品中，我们观察到虽然大多数碲片沿共同的平面方向生长，但其中一部分在同一个1T′-MoTe2晶粒内采用了不同的取向。本文对这些两种类型的碲片进行了比较研究。偏振角依赖的反射测量揭示了两种取向之间的光学各向异性差异。为了解释这种行为的起源，我们进一步进行了偏振角依赖的拉曼光谱分析。结果清楚地显示了特定声子模式的对称性随取向的变化，这反映了碲链与底层1T′-MoTe2基底之间的强烈相互作用。
引言
碲（Te）是一种VI族硫属元素，其晶体结构由螺旋链组成，呈现出显著的光学和电子各向异性[[1], [2], [3], [4]]。特别是，碲缺乏镜像对称性和反演对称性，因此具有内在的手性[[5], [6], [7]]。这些特性在其二维形式——碲烯中仍然存在，由于其层依赖的物理响应，碲烯在光电子应用中引起了极大的兴趣——包括光电探测器[[8], [9], [10]]、光电二极管[11,12]和场效应晶体管[[13], [14], [15]]。
二维（2D）碲由水平排列的螺旋链组成，这些链通过范德华力结合在一起[16,17]。由于其超薄特性，碲与基底之间的相互作用成为控制成核、生长和取向的关键因素。在外延薄膜中，基底的光学取向和界面化学性质对最终的碲形态有很强的控制作用[[18], [19], [20]]。最近的研究已经展示了在单晶1T′-MoTe2上外延生长碲的过程；有趣的是，即使在同一个MoTe2晶粒内，碲片也可以采用多种平面取向[21]。这种取向变化预计会产生不同的光学和振动特性。
在这项工作中，我们通过结合偏振光学成像[22]和角分辨拉曼光谱技术，系统地研究了这些依赖于取向的特性。我们使用最初与碲[0001]链轴对齐的偏振光进行照射，识别出同一MoTe2晶粒内的两个代表性区域——分别称为Te#1和Te#2，它们表现出不同的平面取向。这些观察结果证实了基底模板作用导致的微妙取向偏差，为后续的振动分析提供了基础。
角分辨拉曼测量揭示了Te#1和Te#2之间的能量位移和对称性变化，尤其是在124-127 cm?1范围内。使用复杂的拉曼张量进行定量拟合显示，Te#1在对角元素之间不需要相位项，而Te#2则表现出额外的相位成分。此外，Te#2的对角张量振幅比也有所降低。这些行为归因于碲的内在手性、其三角晶体对称性以及碲/1T′-MoTe2界面处的强相互作用。
这项研究阐明了基底-薄膜界面相互作用如何影响外延碲的光学和振动特性。我们预计这些发现将对未来基于碲的材料的应用具有价值。
材料信息
本研究中使用的样品由负责最近碲合成的研究小组提供[21]，这些样品是在单层1T′-MoTe2基底上外延生长的碲片。在每个MoTe2晶粒内，晶体取向是均匀的，碲以单晶片的形式生长。虽然大多数碲片具有共同的生长取向，但在同一个MoTe2晶粒内，有一部分碲片采用了不同的平面取向。
偏振光学成像实验
图1(a)展示了偏振光学成像的配置，包括一个装有偏振器和分析器的传统光学显微镜，两者保持平行排列。图1(b)显示了在单晶1T′-MoTe2基底上外延生长的碲的明场显微图像，其中偏振器和分析器的轴线和
结论
在这项工作中，我们利用偏振光学成像和角分辨拉曼光谱系统地研究了在1T′-MoTe2基底上外延生长的碲薄膜的光学和振动特性。偏振光学成像揭示了在同一MoTe2晶粒内存在两种不同的碲片取向：Te#1的链轴与基底取向一致，而Te#2的链轴相对于基底发生了旋转。这两种类型的碲片表现出明显的差异。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）基础科学研究计划（项目编号：NRF-2020R1A2C1011439、NRF-2021R1F1A1063680）的支持。
