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Temperature-dependent phonon dynamics and anharmonicity of suspended and supported few-layer gallium sulfide.
Araujo, Francisco D V; Oliveira, Victor V; Gadelha, Andreij C; Carvalho, Thais C V; Fernandes, Thales F D; Silva, Francisco W N; Longuinhos, R; Ribeiro-Soares, Jenaina; Jorio, Ado; Souza Filho, Antonio G; Alencar, Rafael S; Viana, Bartolomeu C.
Afiliação
  • Araujo FDV; Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Universidade Federal do Piauí, Teresina, Piauí, 64049-550, Brazil.
  • Oliveira VV; Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí-IFPI, 64760-000, Piauí, Brazil.
  • Gadelha AC; Faculdade de Física, Universidade Federal do Pará, Belém, Pará, 66075-110 Brazil.
  • Carvalho TCV; Departamento de Física, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30270-901 Brazil.
  • Fernandes TFD; Departamento de Física, Universidade Federal do Piauí, Teresina, Piauí, 64049-550, Brazil.
  • Silva FWN; Departamento de Física, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30270-901 Brazil.
  • Longuinhos R; Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão-Campus Alcântara, Alcântara, Maranhão, Brazil.
  • Ribeiro-Soares J; Departamento de Física, Universidade Federal de Lavras, Lavras, Minas Gerais, 37200-000, Brazil.
  • Jorio A; Departamento de Física, Universidade Federal de Lavras, Lavras, Minas Gerais, 37200-000, Brazil.
  • Souza Filho AG; Departamento de Física, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Minas Gerais, 30270-901 Brazil.
  • Alencar RS; Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Ceará, 60455-900, Brazil.
  • Viana BC; Faculdade de Física, Universidade Federal do Pará, Belém, Pará, 66075-110 Brazil.
Nanotechnology ; 31(49): 495702, 2020 Dec 04.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-32990274
Phonons play a fundamental role in the electronic and thermal transport of 2D materials which is crucial for device applications. In this work, we investigate the temperature-dependence of A[Formula: see text] and A[Formula: see text] Raman modes of suspended and supported mechanically exfoliated few-layer gallium sulfide (GaS), accessing their relevant thermodynamic Grüneisen parameters and anharmonicity. The Raman frequencies of these two phonons soften with increasing temperature with different [Formula: see text] temperature coefficients. The first-order temperature coefficients θ of A[Formula: see text] mode is ∼ -0.016 cm-1/K, independent of the number of layers and the support. In contrast, the θ of A[Formula: see text] mode is smaller for two-layer GaS and constant for thicker samples (∼ -0.006 2 cm-1 K-1). Furthermore, for two-layer GaS, the θ value is ∼ -0.004 4 cm-1 K-1 for the supported sample, while it is even smaller for the suspended one (∼ -0.002 9 cm-1 K-1). The higher θ value for supported and thicker samples was attributed to the increase in phonon anharmonicity induced by the substrate surface roughness and Umklapp phonon scattering. Our results shed new light on the influence of the substrate and number of layers on the thermal properties of few-layer GaS, which are fundamental for developing atomically-thin GaS electronic devices.
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Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Revista: Nanotechnology Ano de publicação: 2020 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil País de publicação: Reino Unido
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