Acoustic phonons in SnSe₂

Summary

We present the results of a measurement of the acoustic phonon dispersion curves in the semiconducting layer structure SnSe₂. The measurements were made at the NRU reactor, Chalk River, by the technique of coherent inelastic neutron scattering. For modes propagating along thec ^*-direction both the LA and the doubly degenerate TA branches were measured. At the zone boundary the observed frequencies are (1.09±0.04) THz (LA) and (0.71±0.03) THz (TA). For modes propagating along [100] and [110], the LA branch and the TA branch with modes polarized predominantly alongc were measured. A group-theoretical analysis of the phonon symmetries is given for the major symmetry points in the zone, and the corresponding atomic displacements for the atoms composing a «layer» are derived. By assuming rigid layers the results are analysed to obtain a value for the interlayer interaction. This is compared with corresponding values obtained from the acoustic dispersion curves of other layered structures.

Riassunto

Si presentano i risultati di una misura delle curve di dispersione dei fononi acustici nella struttura a strati semiconducente SnSe₂. Si sono effettuate le misurazioni presso il reattore NRU, Chalk River, usando la tecnica dello scattering coerente anelastico dei neutroni. Si sono misurate, per modi che si propagano lungo la direzionec ^*, sia le branche LA che quelle doppiamente degeneri TA. Al confine di zona le frequenze osservate sono (1.09±0.04) THz (LA) e (0.71±0.03) THz (TA). Si sono misurate per modi che si propagano lungo [100] e [110] la branca LA e la branca TA con modi polarizzati prevalentemente lungoc. Si fà un’analisi teorica gruppale delle simmetrie fononiche per i punti principali disimmetria nella zona e si deducono gli spostamenti atomici corrispondenti per gli atomi che compongono uno «strato». Si analizzano, assumendo strati rigidi, i risultati per ottenere un valore per l’interazione fra strati. Si confronta questo valore con i valori corrispondenti ottenuti dalle curve di dispersione acustica di altre strutture lamellari.

Резюме

Мы предлагаем результаты измерения кривых дисперсии акустических фононов в полупроводящей слоистой структуре SnSe₂. Измерения проводились на NRU реакторе, в Чок Ривере, с помощью техники когерентного неупругого рассеяния нейтронов. Для мод, распространяющихся вдольc ^*-направления, измеряются LA и дважды вырожденные TA ветви. На границе зон наблюдаемые частоты составляют (1.09±0.04) Тгц (LA) и (0.71±0.03) Тгц (TA). Для мод, распространяющихся вдоль [100] и [110], измеряются ветвь LA и ветвь TA с модами, преимущественно поляризованными вдольc. Проводится анализ симметрий фононов на основе теории групп для главных точек симметрии в зоне. Выводятся соответствующие атомные смещения для атомов, составляющих «слой». Предполагая жесткие слои, анализируются полученные результаты, чтобы определить величину, характеризующую взаимодействие между слоями. Эта величина сравнивается с соответствующими величинами, полученными из акустических дисперсионных кривых для других слоистых структур.