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Theory of rigid-plane phonon modes in layered crystals

机译：层状晶体中的刚性平面声子模理论

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The lattice dynamics of low-frequency rigid-plane modes in metallic (graphene multilayers, GML) and in insulating (hexagonal boron-nitride multilayers, BNML) layered crystals is investigated. The frequencies of shearing and compression (stretching) modes depend on the layer number N and are presented in the form of fan diagrams. The results for GML and BNML are very similar. In both cases, only the interactions (van der Waals and Coulomb) between nearest-neighbor planes are effective, while the interactions between more distant planes are screened. A comparison with recent Raman scattering results on low-frequency shear modes in GML [Tan et al., Nat. Mater., in press, doi: 10.1038mat3245, (2012)] is made. Relations with the low-lying rigid-plane phonon dispersions in the bulk materials are established. Master curves, which connect the fan diagram frequencies for any given N, are derived. Static and dynamic thermal correlation functions for rigid-layer shear and compression modes are calculated. The results might be of use for the interpretation of friction force experiments on multilayer crystals.
机译：研究了金属（石墨烯多层，GML）和绝缘（六方氮化硼多层，BNML）层状晶体中低频刚性平面模式的晶格动力学。剪切和压缩（拉伸）模式的频率取决于层数N，并以扇形图的形式表示。 GML和BNML的结果非常相似。在这两种情况下，只有最近的平面之间的相互作用（范德华和库仑）有效，而更远的平面之间的相互作用则被筛选。与最近的拉曼散射的比较结果是GML的低频剪切模式[Tan等，Nat。材料，印刷中，doi：10.1038 / nmat3245，（2012）。建立了与散装材料中低层刚性平面声子分散体的关系。得出连接任意给定N的风扇曲线图频率的主曲线。计算了刚性层剪切和压缩模式的静态和动态热相关函数。该结果可能用于解释多层晶体上的摩擦力实验。

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  • 来源
    《Physical review》 |2012年第9期|p.094303.1-094303.11|共11页
  • 作者

    K. H. Michel; B. Verberck;

  • 作者单位

    Departement Fysica, Universiteit Antwerpen, Groenenborgerlaan 171, B-2020 Antwerpen, Belgium;

    Departement Fysica, Universiteit Antwerpen, Groenenborgerlaan 171, B-2020 Antwerpen, Belgium,Institut fuer Theoretische Physik und Astrophysik, Universitaet Wuerzburg, Am Hubland, D-97070 Wurzburg, Germany;

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