Tight--binding description of the quasiparticle dispersion of graphite and few--layer graphene
提出了一种通用的第三近邻紧束缚（TB）参数集，用于计算具有$AB$堆叠序列的$N$堆叠的$sp^2$石墨烯层（$N=1... \infty$）的准粒子（QP）色散。的QP带强烈重整化的电子-电子相互作用，这导致在最近的邻居在-平面和出-平面TB参数增加20%相比，从密度泛函理论的能带结构。与新的一组TB参数，我们确定的费米面和评估激子能量，载流子等离子体激元频率和电导率是相关的最近的角度分辨光电发射，光学，电子能量损失和运输测量。这些数量与实验的比较产生了很好的一致性。此外，我们讨论了从几层石墨烯到石墨的过渡和TB框架中的半金属到金属的过渡。
2008-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Bandgap renormalization and excitonic binding in T-shaped quantum wires
利用密度泛函理论计算了调制掺杂和门控的T型量子线的电子结构。我们计算的带隙重正化作为一个函数的导带电子的密度，诱导的施主层和/或栅极，为conventionally不变的线，将所有的增长和几何性质的结构完全。我们发现，大部分的带隙重正化来自交换相关效应，但也有一个小的移动，电子和空穴之间的波函数演化的差异的结果。我们计算的结合能的激子在电线，打破平移不变性，使用一个更简单的，圆柱形模型的电线。对于单个空穴和密度为n_e的一维电子气，激子结合能的屏蔽近似地补偿了带隙重整化，表明复合能随n_e近似地保持恒定，与实验一致。我们发现，屏蔽的性质，在我们的非线性模型中处理，是显着不同的各种线性屏蔽处理，和自由载流子状态与束缚电子状态的正交性有着深远的影响的屏蔽电荷。我们发现，对于密度不超过3 × 10^6 cm^{-1}的所有密度，电子和空穴都保持束缚状态，而且，随着n_e从零开始增加，可以形成三电子甚至“四电子”。
1999-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle gap renormalization driven by internal and external screening in a WS$_2$ device
本研究利用微聚焦角分辨光电子能谱结合GW计算，揭示了单层WS₂器件中真空暴露区因强掺杂产生的本征屏蔽对带隙重整化的影响大于石墨烯封装的外部环境屏蔽的新机制。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field induced spontaneous quasiparticle decay and renormalization of quasiparticle dispersion in a quantum antiferromagnet
准粒子的概念，如声子、旋子或磁振子，在现代凝聚态物理中用来描述基本的集体激发。在量子自旋系统中，内禀零温磁振子阻尼可以由单磁振子态和多磁振子连续谱的相互作用驱动。然而，这种量子多体效应的详细实验研究所施加的磁场引起的是罕见的。在这里，我们提出了一个高分辨率的中子散射研究在高领域的S=1/2反铁磁体C9 H18 N2 CuBr 4。与非相互作用线性自旋波理论相比，我们的结果显示了一系列的现象，包括场诱导的单磁振子色散重整化，通过本征线宽展宽观察到的自发磁振子衰减，激发谱中不寻常的非洛伦兹双峰结构，以及谱重从单磁振子态到双磁振子连续谱的显著移动.
2017-05-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and optical gap renormalization in carbon nanotubes near a metallic surface
采用GW和Bethe-Salpeter方法中新实现的嵌入方法，在多体体系中研究了金属表面附近碳纳米管中准粒子和激子的重整化.半导体碳纳米管的准粒子带隙重整化的尺度为-1/2h_a，h_a为碳纳米管的表观高度，可以超过0.5eV。此外，激子的结合能在表面附近显著降低-高达75%。准粒子和激子效应之间的补偿导致光学带隙的微小变化。在建立这些效果的纳米管屏蔽响应所发挥的重要作用被强调和一个简单的静电模型，没有可调参数解释了国家的最先进的计算结果，并将其推广到各种各样的碳纳米管。
2013-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coarse-Graining and Renormalization of Atomistic Binding Relations and Universal Macroscopic Cohesive Behavior
提出了两种基于能量弛豫和重整化群的粗粒化面间势和相应的宏观内聚律的方法。我们分析了大量但有限数量的原子间平面的凝聚行为，发现宏观凝聚规律具有普遍的渐近形式。宏观内聚律的普遍形式是一个适当定义的重整化群变换的吸引不动点。
2001-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of hydrogen adsorption on the quasiparticle spectra of graphene
利用非相互作用的紧束缚模型研究了孤立氢吸附物对单层石墨烯准粒子谱的影响。使用格林函数的方法，我们得到的解析表达式的局域态密度和掺氢石墨烯的光谱函数，这也是数值计算和绘制。我们的研究结果是相关的扫描隧道显微镜和角度分辨光电子能谱数据的功能化石墨烯的解释。
2011-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Renormalization of States and Quasiparticles in Many-body Downfolding
本文研究多体哈密顿量向下折叠中的保真度度量与准粒子重整化，证明能量尺度分离是有效低维描述成立的关键，并展示其在基态和低激发态计算中的适用性与局限性。
2024-11-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Catalysis of Transmutations by Heavy Electron Quasiparticles in Crystallites
本文介绍了我们的假设，如何嬗变可能会引起固态效应在晶格。我们讨论了化学反应的情况下，我们的扩展到核结合的情况下，和一个三体模型的重电子准粒子催化附近的两个离子的结合。对于一个给定的初级反应，我们可以估计所需的电子质量阈值m*，识别可能的反应产物，估计隧穿概率，并计算每个路径的可用能量。我们比较模型预测与嬗变的实验数据，并考虑与实验相关的危险。
2020-08-04 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Light-induced renormalization of the Dirac quasiparticles in the nodal-line semimetal ZrSiSe
在半金属中，线性色散态在倒易空间中形成狄拉克环，具有高度的电子-空穴对称性和费米能级附近几乎为零的态密度。其结果是减少电子屏蔽和增强狄拉克准粒子之间的相关性。在这里，我们调查的电子结构的ZrSiSe，结合时间和角度分辨的光电子能谱学与从头算密度泛函理论（DFT）补充的扩展哈伯德模型（DFT +U +V）。我们发现，电子相关性减少了超短时间尺度上的高能量电子-空穴对，瞬时屏蔽库仑相互作用的光激发。我们的研究结果表明，工程的量子材料的能带结构的全光学方法。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasiparticle Energies and Excitonic Effects of Chromium Trichloride: from Two Dimensions to Bulk
层状范德华（vdW）磁性材料迄今为止吸引了显著的研究兴趣。在这项工作中，我们采用第一性原理多体微扰理论计算的原型VDW磁体，铬铬（CrCl 3），覆盖单层，双层，散装结构的激发态性质。不像通常的非磁性VDW半导体，其中多电子相互作用和激发态是敏感的维度，多电子相互作用总是增强和主导的准粒子能量和光学响应的二维和散装氯化铬。电子-空穴（e-h）结合能在单层中可达3eV，并且在体中保持高达2 eV。由于自能修正与电子-氢结合能之间的相互抵消效应，最低能级激子（光学带隙）几乎不受维数变化的影响。此外，对于具有相似电子-氢结合能的激子，它们的偶极振子强度可以相差几个数量级，我们的分析表明，这种巨大的差异是由于复杂激子波函数与带间跃迁之间的独特干涉效应。最后，我们发现层间堆积顺序和磁耦合几乎不改变CrCl 3的准粒子带隙和光学吸收光谱。我们计算的低能激子峰位与现有的测量结果一致。这些发现提供了深入了解的多电子相互作用和磁序和光学激发之间的相互作用在VDW磁性材料。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonon-Mediated Quasiparticle Lifetime Renormalizations in Few-Layer Hexagonal Boron Nitride
本研究在惰性宽禁带半导体少层六方氮化硼（hBN）中发现声子介导的显著电子质量增强效应，该效应影响π带态寿命且与单、多声子散射一致，揭示了新型多体态，对hBN基器件有重要意义。
2023-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Driven Renormalization of Quasiparticle Band Structure in Monolayer MoS2
光学激发作为一种强有力的方法来控制层状范德华材料的电子结构，通过多体屏蔽效应，由光激发的自由载流子诱导，或通过光驱动的相干性，如光学斯塔克和布洛赫-西格特效应。虽然理论工作也指出了一种通过束缚电子-空穴对（激子）中的激子相关性使能带结构重整化的奇特机制，但这种激子驱动的能带重整化及其全部意义的实验观察仍然缺乏，这主要是由于光学探针的限制和屏蔽效应的影响。在这里，通过使用极紫外时间分辨角分辨光电子能谱与激子多体理论计算一起，我们直接揭开了单层半导体中激子关联驱动的能带重整化效应。我们发现了一个令人惊讶的带隙开放，增加了40毫电子伏，并同时增强带的有效质量。我们的研究结果揭示了光激发半导体材料中带工程的新颖激子驱动机制，开辟了一个新的操场，通过光学控制激子多体关联来操纵层状量子材料中的瞬态能态。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherent Phonons and Quasiparticle Renormalization in Semimetals from First Principles
本文提出了半金属中相干声子位移激发的从头算理论，建立了预测光致结构变化和瞬态能带重整化的计算框架，并在锑中通过tr-ARPES实验验证了理论，为光调控半金属自由度开辟新途径。
2024-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence Functional Approach to Non-Perturbative Exciton Binding Renormalization from Phonons
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Oden Institute for Computational Engineering and Sciences, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校奥登计算工程与科学研究所）；Kavli Energy NanoScience Institute（卡弗里能源纳米科学研究所）
本文基于GW近似和密度泛函微扰理论，构建了能捕捉声子如何随温度改变激子束缚能的多体哈密顿量，并通过路径积分蒙特卡洛方法非微扰地计算了极化函数。研究发现，除纵向光学模的长程偶极相互作用外，声学模的短程变形势也能显著改变电子和空穴极子的束缚能，但激子束缚能主要由光学声子耦合引起。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Spectroscopic studies of atomic defects and bandgap renormalization in semiconducting monolayer transition metal dichalcogenides
评估原子缺陷态及其对二维范德华半导体过渡金属二硫属化物（SC TMD）的电子性质的影响是促进利用这些低维材料的下一代电学和光学器件应用的多学科努力的主要任务。在这里，我们利用电子隧穿和光学光谱测量，利用密度泛函理论，在光谱上定位了四个代表性的单层SC TMD中的硫属原子空位的中间带隙态（MoS2，WS2，MoSe2，WSe2），仔细分析了四种不同材料中原子缺陷的相似性和不同性，以及缺失硫族元素原子的物理来源和对SC mTMD的影响特性.此外，我们解决了准粒子和光学能隙的SC mTMD薄膜，并发现许多机构的相互作用显着扩大准粒子的能隙和激子的结合能，当半导体单层封装由非相互作用的六方氮化硼层。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of thermal expansion: Quasi-harmonic approximation and corrections from quasiparticle renormalization
“准谐波”（QH）理论不应被认为是晶体中非谐波效应的低阶理论，而应被认为是与“真”非谐波分离的一种重要效应。QH理论的最初和广泛应用的意义是将T=0体积相关的谐波声子能量ω Q（V）代入非相互作用的声子自由能中。本文使用了这一含义，但将其扩展到包括使用T=0 V依赖的单粒子电子能量K_K（V）。证明了准粒子（QP）的裸能Ω_Q（V）和Ω_K（V）正确地给出了亥姆霍兹自由能F（V，T）的V依赖性中的一阶项.因此，它们给出了热膨胀α（T）和体积模量B（T）-B_0的温度依赖性的首阶结果。然而，被忽略的相互作用使ω_Q随T移动和加宽，也使自由能移动。在金属中，费米能级附近状态的低T电子-声子质量增强导致自由能的位移，其大小与电子QH项相似。在T达到德拜温度之前，质量重整化基本上消失了，剩余的自由能的电子-声子位移只对热膨胀有高阶项的贡献。类似地，非谐声子-声子相互作用使自由能移动，但仅在更高阶中对热膨胀有贡献。给出了热膨胀的下一阶显式公式，它将“真正的”非谐和类似的自由能修正与准粒子自能位移联系起来。下面的文字，除了SEC。IX，已经发表在Modern Physics Letters B，Vol. 34，No. 2（2020）2050025上。从那时起，一个重要的错误被发现了。错误已在SEC中更正。九，并将作为一个勘误表发表在现代物理快报B。
2022-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Remarkable band gap renormalization via dimensionality of the layered material C3B
采用密度泛函理论和GW近似研究了石墨碳硼化合物C3B的电子结构性质。我们发现，在一个温和的准粒子带隙为2.55 eV的单层C3B相比，计算出的准粒子带隙的完美堆叠体相C3B是小至0.17 eV。因此，我们的研究结果表明，层状材料C3B表现出一个显着的大的带隙重整化超过2.3 eV，由于层间耦合和屏蔽效应，提供了一个单一的材料具有非凡的带隙可调性。单层C3B的准粒子带隙也超过1.0 eV大于C3N，一个密切相关的二维半导体。近边电子态的详细检查显示，C3 B的导带和价带边分别由面外和面内电子态形成，这表明通过调制面内和面外相互作用来分别调谐这种层状材料的带边的有趣的可能性。
2020-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quasiparticle and Excitonic Structures of Few-layer and Bulk GaSe: Interlayer Coupling, Self-energy, and Electron-hole Interaction
本研究通过GW加Bethe-Salpeter方程计算，系统分析少层到体相GaSe的激子特性，揭示层间耦合对能带和光致发光的调控机制，解释实验差异。
2024-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of the e3ffect of isotope-induced disorder on the exciton binding energy in LiHxD1-x mixed crystals
本文给出了同位素效应对Wannier-Mott激子结合能重整化的定量研究结果。
2008-07-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Quantitative analysis of valence photoemission spectra and quasiparticle excitations at chromophore-semiconductor interfaces
通过光电子能谱研究表面分子的准粒子激发是纳米技术研究的一个重要组成部分。解决这些接口的光谱特征，需要一个全面的理论，在分子和固体中的电子去除和添加过程，捕捉图像电荷，热效应和构型紊乱的复杂相互作用。在这里，我们发展这样一个理论和计算的准粒子能级排列和价光电子能谱的原型仿生太阳能电池之间的界面TiO 2和N3发色团。通过直接匹配我们的计算的光电子能谱的实验数据，我们澄清了原子的来源，在低结合能的发色团峰。这个案例研究设置了一个新的标准，在复杂的发色团/半导体界面的光电子能谱的解释。
2016-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Dependent nonlinear optics from first-principles: Second-Harmonic Generation in few-layers MoS$_2$
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；European Theoretical Spectroscopy Facilities (ETSF)（欧洲理论光谱设施）；CNRS/Aix-Marseille Université, Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille UMR 7325（法国国家科学研究中心/艾克斯-马赛大学，马赛跨学科纳米科学中心 UMR 7325）
提出第一性原理实时方法，通过准粒子重整化与退相干项引入有限温度效应，应用于少层MoS$_2$的二次谐波产生，揭示其非平凡温度依赖性及声子耦合机制。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Renormalization of excitonic properties by polar phonons
我们采用准粒子路径积分分子动力学来研究电子-声子耦合如何改变模型半导体的激子性质。我们描述的方式内的路径积分表示的系统，以评估重整化质量，结合能，和辐射复合率的激子在一个起伏的晶格的存在下。为了说明这种方法，我们考虑Fröhlich型电子-声子相互作用，并采用虚时间影响泛函将声子诱导的影响非微扰。的有效质量和结合能相比，微扰和变分的方法，提供定性一致的趋势。我们评估电子空穴复合率介导的陷阱辅助和双分子过程，开发一个一致的统计力学方法有效的反应限制制度。这些计算演示了声子如何屏蔽电子-空穴相互作用，一般降低激子结合能并增加其辐射寿命。
2022-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Substrate screening effects on the quasiparticle band gap and defect charge transition levels in MoS$_2$
单层MoS $_2$已成为纳米电子和光电子器件的一种有趣的材料。衬底屏蔽和缺陷对MoS $_2$电子结构的影响是设计此类器件时的重要考虑因素。在这里，我们提出了从头算密度泛函理论（DFT）和GW计算研究的影响，衬底屏蔽的准粒子的带隙和缺陷电荷跃迁能级（CTL）在单层MoS $_2$。我们发现一个巨大的重整化的独立准粒子带隙的350 meV和530 meV的石墨烯和石墨作为基板的存在下，分别。我们的研究结果证实了最近的实验测量这些系统使用扫描隧道光谱和光致发光激发光谱。硫空位是在MoS $_2$中发现的最丰富的本征缺陷。我们使用DFT+GW方法研究了MoS $_2$中这些空位的CTL。我们发现在MoS $_2$的原始带隙中出现（+1/0）和（0/-1）CTL。衬底屏蔽导致相对于价带最大值（VBM）的（0/-1）能级的重整化，重整化量与带隙相同。这导致（0/-1）能级的钉扎，对于自支撑的情况以及在存在衬底的情况下，低于导带最小值约$\sim$ 500 meV。另一方面，（+1/0）能级在所有情况下都位于VBM以上不到100 meV。
2018-09-04 cond-mat.mtrl-sci
