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Physical Insights on the Phonon Dispersion of TiS2
Advanced Theory and Simulations ( IF 2.9 ) Pub Date : 2023-02-23 , DOI: 10.1002/adts.202200821 Aarón Hernán Barajas‐Aguilar 1, 2 , Andrés Garay‐Tapia 3 , Elodie Strupiechonski 4 , Manuel Alejandro Justo‐Guerrero 1 , José Santos‐Cruz 2 , Sergio Jiménez‐Sandoval 1
Advanced Theory and Simulations ( IF 2.9 ) Pub Date : 2023-02-23 , DOI: 10.1002/adts.202200821 Aarón Hernán Barajas‐Aguilar 1, 2 , Andrés Garay‐Tapia 3 , Elodie Strupiechonski 4 , Manuel Alejandro Justo‐Guerrero 1 , José Santos‐Cruz 2 , Sergio Jiménez‐Sandoval 1
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Titanium disulfide is a quasi-2D transition-metal dichalcogenide relevant for various potential applications. To exploit its technological capabilities, it is important to determine its fundamental properties including the lattice dynamics. The TiS2 phonon dispersion curves available to date do not reproduce properly the experimental data for several reasons: i) all available experimental data are not taken into consideration, thus poor theory-experiment agreements have been obtained; ii) the (unknown) frequency of the infrared mode A2u is erroneously assumed; and iii) such incorrect assignment has propagated in the literature, particularly in phonon dispersion calculations. It is presented here a thorough density functional theory analysis to determine the phonon dispersion curves of TiS2, accounting for the frequencies of all experimental phonon data available to date. These include the frequencies of nine zone-edge Raman active modes of Ag-intercalated TiS2, in addition to infrared, Raman, and neutron scattering data. An incorrect frequency assignment of the A2u mode in the literature is thoroughly discussed. Moreover, results of attenuated total reflection terahertz spectroscopy applied to TiS2 are provided. A self-intercalation paradigm is presented to give a rationale for the temperature dependence of the poorly understood Raman features observed in pristine TiS2 at frequencies above the A1g mode.
中文翻译：
TiS2 声子色散的物理洞察
二硫化钛是一种准二维过渡金属二硫化物，适用于各种潜在应用。为了利用其技术能力，确定其基本特性（包括晶格动力学）非常重要。由于以下几个原因，迄今为止可用的TiS 2声子色散曲线不能正确再现实验数据：i) 未考虑所有可用的实验数据，因此获得了较差的理论-实验协议；ii) 红外模式 A 2u的（未知）频率被错误地假设；iii）这种不正确的分配已经在文献中传播，特别是在声子色散计算中。此处介绍了全面的密度泛函理论分析，以确定 TiS 2的声子色散曲线，并考虑了迄今为止可用的所有实验声子数据的频率。除了红外、拉曼和中子散射数据之外，这些包括 Ag 嵌入 TiS 2的九个区域边缘拉曼活性模式的频率。彻底讨论了文献中A 2u模式的错误频率分配。此外，衰减全反射太赫兹光谱应用于 TiS 2的结果提供。提出了一种自嵌入范例，为在高于 A 1g模式的频率下在原始 TiS 2中观察到的鲜为人知的拉曼特征的温度依赖性提供了基本原理。
更新日期：2023-02-23
中文翻译：
TiS2 声子色散的物理洞察
二硫化钛是一种准二维过渡金属二硫化物，适用于各种潜在应用。为了利用其技术能力，确定其基本特性（包括晶格动力学）非常重要。由于以下几个原因，迄今为止可用的TiS 2声子色散曲线不能正确再现实验数据：i) 未考虑所有可用的实验数据，因此获得了较差的理论-实验协议；ii) 红外模式 A 2u的（未知）频率被错误地假设；iii）这种不正确的分配已经在文献中传播，特别是在声子色散计算中。此处介绍了全面的密度泛函理论分析，以确定 TiS 2的声子色散曲线，并考虑了迄今为止可用的所有实验声子数据的频率。除了红外、拉曼和中子散射数据之外，这些包括 Ag 嵌入 TiS 2的九个区域边缘拉曼活性模式的频率。彻底讨论了文献中A 2u模式的错误频率分配。此外，衰减全反射太赫兹光谱应用于 TiS 2的结果提供。提出了一种自嵌入范例，为在高于 A 1g模式的频率下在原始 TiS 2中观察到的鲜为人知的拉曼特征的温度依赖性提供了基本原理。
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