通过同位素富集技术调控α-MoO3中的声子驱动响应

《Advanced Materials》：Tailoring Phonon-Driven Responses in α-MoO3 through Isotopic Enrichment

　　

摘要

将极化子材料应用于纳米级器件需要选择性调节相关参数，以实现所需的光谱或热响应特性。α-MoO₃是一种具有三种不同声子色散的正交晶体，它在中红外（MIR）范围内提供了三种双曲声子极化子（HPhPs）的极化子色散。本文探讨了同位素富集的α-MoO₃（⁹⁸MoO₃、Mo¹⁸O₃和⁹⁸Mo₁₈O₃）在光学和热响应方面的可调性。研究发现，¹⁸O富集后，Raman活性和红外活性的TO声子的光谱红移约为5%。报告了这些同位素变体在平面内和平面外的热导率变化。从头算计算结果与实验结果一致，并分析了选择性三声子散射的贡献。通过s-SNOM技术研究了不同同位素变体产生的HPhPs，结果显示：⁹⁸Mo₁₈O₃材料在RB_{2晶面上的[100]方向上HPhP的Q因子最大值相比⁹⁸MoO3增加了约50%，在RB3晶面上的[001]方向上增加了约100%。本文还展示了在没有使用亚衍射表面散射体的情况下，同位素富集的α-MoO3薄片中高阶HPhP模式的实空间和傅里叶空间传播特性。这项工作证明了通过双元素同位素富集策略可以有效地设计光学、热学和极化子特性。}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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