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半导体材料的发展对于推动信息时代进步具有极大的意义。目前,传统的三维半导体材料的性能已经基本达到开发极限,而二维半导体材料的崛起正在打破这一局面。典型的二维半导体由于自身的各种原因,在应用上还存在着一定的限制。因此探索新的高性能二维半导体材料十分重要。近十年来,对Bi202Se这一材料的研究显示,这是一种具有多种多样有趣性能的层状材料,作为层状半导体,Bi202Se同时具有适中的带隙、高迁移率和稳定性好等特点,是一种理想的二维半导体材料。与此同时,其它的Bi-硫族氧化物类层状材料(Bi-O-X,其中X=S,Se,Te)也逐渐被发现和研究,在热电、光电、光催化等领域有着非常大的应用潜力。目前对于这一系列材料的理论研究还并不充分。本文拟从红外和拉曼光谱的角度出发研究这些材料的晶格相关的性质,为后续的理论和实验研究提供一定的参考和基础。本文通过第一性原理计算,对Bi-O-X(X=S,Se,Te)共三种结构六种材料的红外和拉曼光谱的振动频率、不可约表示、几何配置、振动矢量以及振动强度做了计算。并对Bi202Se的单晶和多晶样品进行了变温和低温拉曼光谱测试。主要研究结果包括:一、基于第一性原理方法,通过对层状Bi2O2X和Bi2OX2的结构优化计算发现,这六种层状结构材料层间的范德瓦尔斯作用起到了较大的作用,只有通过增加范德瓦尔斯相互作用才可以得到精确的晶格常数。二、计算得到Bi2O2Se在理论上有四个拉曼模式,包括两个Eg(频率约67和433 cm-1),一个A1g(163 cm-1)和一个B1g(354 cm-1)。但在Bi202Se的变温拉曼实验中,只探测到了A1g和B1g两个峰(其中B1g是首次在常压下被观察到)。理论上B1g具有最高的拉曼强度,但实验上是A1g的拉曼强度最高,这可能是因为Bi202Se中高载流子浓度的声子阻尼效应造成的。三、Bi202Te的结构与Bi202Se相同,所以它们具有相似的拉曼光谱。我们计算的拉曼振动频率与已经报导的理论和实验结果一致。Bi202Se和Bi202Te的红外模式都未见实验报道。四、Bi202S有12个红外和12个拉曼模式,其中有三个Ag拉曼模式强度较高,分别位于171,285和368 cm-1附近。而其余三个材料,Bi2OX2(X=S,Se,Te),都具有相同的对称性,分别都有8个红外和10个拉曼模式。对于Bi2OS2,拉曼强度最强的有两个A1g模式,分别位于132和346 cm-1附近。对于Bi2OSe2,拉曼强度最强的也有两个A1g模式,分别位于89和218 cm-1附近。而对于Bi2OTe2,拉曼强度最强的只有一个A1g模式,位于163 cm-1附近。以上四个材料都未见任何红外和拉曼光谱的报导。综上,我们对Bi-O-X(X=S,Se,Te)六种层状材料的红外和拉曼光谱进行了第一性原理计算,结合他人的工作,我们发现Bi2O2Se和Bi2O2Te在理论上有四个拉曼峰,但其中只有两个被实验观测到。而其余四种材料的拉曼光谱还未见报道,所有材料的红外光谱也未见任何报道。我们的工作为后续人们对这些层状材料的研究提供了一定的参考。