Anomalous Raman modes in tellurides

Two anomalous broad bands are usually found in the Raman spectrum of bulk and 2D Te-based chalcogenides, which include binary compounds, like ZnTe, CdTe, HgTe, GaTe, GeTe, SnTe, PbTe, GeTe2, As2Te3, Sb2Te3, Bi2Te3, NiTe2, IrTe2, and TiTe2, as well as ternary compounds, like GaGeTe, SnSb2Te4, SnBi2Te4, and GeSb2Te5. Many different explanations have been proposed in the literature for the origin of the anomalous broad bands in tellurides, usually located between 119 and 145 cm(-1). They have been attributed to the intrinsic Raman modes of the sample, to oxidation of the sample, to the folding of Brillouin-edge modes onto the zone center, to the existence of a double resonance, like that of graphene, or to the formation of Te precipitates. In this paper, we provide arguments to demonstrate that such bands correspond to clusters or precipitates of trigonal Te in the form of nanosize or microsize grains or layers that are segregated either inside or at the surface of the samples. Several mechanisms for Te segregation are discussed and sample heating caused by excessive laser power during Raman scattering measurements is emphasized. Besides, we show that anomalous Raman modes related to Se precipitates also occur in selenides, thus providing a general vision for better characterization of selenides and tellurides by means of Raman scattering measurements and for a better understanding of chalcogenides in general.
V Ramanově spektru mnoha chalkogenidů na bázi Te se obvykle nacházejí dva široké pásy. Ty se objevují v binárních sloučeninách jako je ZnTe, CdTe, HgTe, GaTe, GeTe, SnTe, PbTe, GeTe2, As2Te3, Sb2Te3, Bi2Te3, NiTe2, IrTe2, TiTe2, stejně tak jako v ternárních sloučeninách, jako je GaGeTe, SnSb2Te4, SnBi2Te4 a GeSb2Te5. Tyto dva široké anomální pásy se obvykle nalézají mezi 119 a 145 cm-1 . V literatuře nalézáme mnoho různých vysvětlení původu těchto dvou pásů v telluridech. Jsou připisovány vlastnímu vzorku, oxidaci, skládání Brillouin-edge módů do středu zóny, existenci dvojité rezonance, jako je např. u grafenu, nebo tvorbě Te precipitátů. V tomto článku předkládáme argumenty, které ukazují, že takové pásy odpovídají právě shlukům nebo precipitátům trigonálního Te ve formě nano- nebo mikro-zrn nebo vrstev, které jsou segregovány buď uvnitř nebo na povrchu vzorku. Diskutujeme několik mechanismů pro segregaci Te a dále vliv zahřívání vzorku na tuto segregaci v důsledku nadměrného výkonu laseru během měření Ramanova rozptylu. Dále ukazujeme, že anomální Ramanovy módy související s precipitáty Se se obecně vyskytují také v selenidech. Tyto závěry poskytují obecný pohled na charakterizaci selenidů a teluridů pomocí Ramanova rozptylu usnadňují pochopení chalkogenidů obecně.