层状铁电晶体MBiP_(2)X_(6)(M=Cu,Ag;X=S,Se)拉曼光谱的第一性原理研究

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理计算,本文首次研究了过渡金属卤代磷酸酯MBiP_(2)X_(6)(M=Cu,Ag;X=S,Se)三维晶体和二维晶体的声子色谱和拉曼散射谱。以反铁电晶体AgBiP_(2)Se_(6)为例,根据声子谱的计算结果,验证了低温反铁电相是动力学稳定的。结合声子总态密度可以得到:声子谱光学支的低频部分主要来源于阳离子M^(+)和Bi^(3+)的刚性平移振动,光学支相对高频部分来源于[P_(2)Se_(6)]基团的内振动。此外,对MBiP_(2)X_(6)的声子振动模进行了归属和识别,分析其拉曼活性模的振动频率对厚度的依赖关系。研究表明:随晶体结构层数的增加,A_(1g)(或A)模的振动频率稳定在203 cm^(-1),Eg(或E)模的振动频率在430 cm^(-1)附近红移8 cm^(-1)左右。在低频(100 cm^(-1))下,刚性拉曼振动模较为显著,这与发生顺电-铁电相变时阳离子M^(+)和Bi^(3+)的相对平移有着密切的关系。