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纳米晶锐钛矿相TiO2的非简谐效应和声子局域

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赵建华, 陈勃, 王德亮. 2008: 纳米晶锐钛矿相TiO2的非简谐效应和声子局域, 物理学报, 57(5): 3077-3084. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.073
引用本文: 赵建华, 陈勃, 王德亮. 2008: 纳米晶锐钛矿相TiO2的非简谐效应和声子局域, 物理学报, 57(5): 3077-3084. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.073
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Zhao Jian-Hua, Chen Bo, Wang De-Liang. 2008: Anharmonic phonon coupling and phonon confinement in nanocrystalline anatase TiO2, Acta Physica Sinica, 57(5): 3077-3084. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.073
Citation: Zhao Jian-Hua, Chen Bo, Wang De-Liang. 2008: Anharmonic phonon coupling and phonon confinement in nanocrystalline anatase TiO2, Acta Physica Sinica, 57(5): 3077-3084. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.073
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纳米晶锐钛矿相TiO2的非简谐效应和声子局域

  • 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室,合肥,230026

Anharmonic phonon coupling and phonon confinement in nanocrystalline anatase TiO2

  • 摘要: 对晶粒尺寸为19.4,8.6和5.6 nm的纳米晶锐钛矿相TiO2,进行了从83到723 K的变温拉曼散射测量,并对Eg(1)模式进行了详细研究.根据非简谐效应和声子局域模型,对Eg(1)拉曼峰进行了拟合与计算.结果表明,以上三种纳米晶粒的晶格振动机理,在本质上是相同的.三声子过程对频率蓝移起主要作用.为了得到很好的拟合,需要同时考虑三声子和四声子过程.随着温度的升高,四声子过程增强,并对三声子过程起抵消作用.与非简谐衰减相关的声子寿命随着晶粒尺寸的减小而增加,晶粒尺寸越小衰减越慢.在低温区,声子局域是导致5.6 nm晶粒的声子寿命非常短的原因.声子局域引起Eg(1)模式在高波数段非对称展宽和频率蓝移,其对Eg(1)峰展宽的影响要大于对峰位移动的影响.
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出版历程
  • 刊出日期:  2008-05-30

纳米晶锐钛矿相TiO2的非简谐效应和声子局域

  • 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室,合肥,230026

摘要: 对晶粒尺寸为19.4,8.6和5.6 nm的纳米晶锐钛矿相TiO2,进行了从83到723 K的变温拉曼散射测量,并对Eg(1)模式进行了详细研究.根据非简谐效应和声子局域模型,对Eg(1)拉曼峰进行了拟合与计算.结果表明,以上三种纳米晶粒的晶格振动机理,在本质上是相同的.三声子过程对频率蓝移起主要作用.为了得到很好的拟合,需要同时考虑三声子和四声子过程.随着温度的升高,四声子过程增强,并对三声子过程起抵消作用.与非简谐衰减相关的声子寿命随着晶粒尺寸的减小而增加,晶粒尺寸越小衰减越慢.在低温区,声子局域是导致5.6 nm晶粒的声子寿命非常短的原因.声子局域引起Eg(1)模式在高波数段非对称展宽和频率蓝移,其对Eg(1)峰展宽的影响要大于对峰位移动的影响.

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