Unconventional plasmon-phonon coupling in graphene
利用自洽线性响应理论计算了石墨烯中等离子体激元和内禀光学声子的杂化。我们发现,纵向等离子体激元(横向磁模式)只耦合到横向光学声子,而石墨烯的横向等离子体激元(横向电模式)只耦合到纵向光学声子。这种偏振的混合与其他系统中通常的等离子体-声子耦合相反。通过增加载流子的浓度,对于横向(纵向)声子,声子频率的所得变化增加(减小)。
2011-04-04 cond-mat.mes-hall
Electron-Phonon Interactions in Bilayer Graphene: A First Principles Approach
采用密度泛函微扰理论分析了双层石墨烯中的电子-声子相互作用。结果表明,与单层石墨烯相比,双层石墨烯中的声子散射更接近于体石墨。特别是,在最低的导带中的电子-声子散射主要由六个最低的(声学和类声学)声子分支,只有轻微的贡献,从光学模式。在低/中等电子能量的总散射率可以描述一个简单的双声子模型的变形势近似与有效常数Dac $\approx$ 15 eV和Dop $\approx 2.8 \times 108$ eV/cm的声学和光学声子,分别。随着声学声子散射的增强,双层石墨烯的低场迁移率预计将显著小于单层石墨烯的低场迁移率。
2010-11-24 cond-mat.mes-hall
Understanding and engineering phonon-mediated tunneling into graphene on metal surfaces
Ir(111)上的金属插层石墨烯在非弹性电子隧穿光谱中表现出声子特征,其强度取决于插层剂。对于Cs嵌入,观察到非常强的石墨烯声子信号。Li intercalation同样诱导明显可辨的声子签名,虽然不如观察到的Cs明显。该信号可以微调的碱金属覆盖,并逐渐消失后,增加从隧道到接触范围的结电导。与Cs和Li相反,对于Ni插层的石墨烯,声子信号在所有传输范围内保持低于检测限。超越常规的双端方法,输运计算提供了对石墨烯电极耦合与石墨烯声子光谱特征的观察之间的微妙相互作用的全面理解。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall
Electron-optical phonon coupling in suspended bilayer graphene
利用电输运实验和散粒噪声测温技术研究了悬浮双层石墨烯中的电子-声子传热速率。与通过三体超碰撞散射具有热流的单层石墨烯相反,我们发现双层石墨烯中的规则电子-光学声子散射在电子能量$ \gtrsim 0.15$ eV处提供主导散射过程。我们确定这些双层石墨烯的固有热流过程的强度,并找到良好的协议与理论估计时,考虑到区域边缘和区域中心的光学声子。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Parity Conservation in Electron-Phonon Scattering in Zigzag Graphene Nanoribbon
与碳纳米管相比,锯齿形石墨烯纳米管在限制方向上不存在平移对称性(或周期性边界条件),从而消除了子带数守恒的选择规则。然而,具有均匀二聚体的锯齿形石墨烯纳米带确实具有反转对称性。因此,我们提出了一个电子-声子相互作用的宇称守恒选择定则。在变形势近似下,利用紧束缚模型,推导了锯齿形石墨烯纳米带中的电子-声子散射矩阵。
2014-07-10 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon Strongly-Coupled Mode in Epitaxial Graphene
我们报告的色散测量,使用角分辨反射电子能量损失光谱(AREELS),在二维(2D)等离子体在单层和多层石墨烯的表面光学声子(FK声子)模式的碳化硅衬底强烈耦合。耦合模在单层和双层石墨烯中表现出离散的色散行为。随着SiC(0001)上石墨烯层的增加,观察到从类等离子体激元分散到类声子分散的转变。对于类等离子体激元模,色散在进入单粒子连续区时被电子-空穴对激发强烈阻尼,而类声子模是无阻尼的。在没有耦合的区域中,石墨烯2D等离子体表现出具有线性色散的声学行为,其斜率和阻尼由费米表面拓扑结构确定。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon bound state in graphene
研究了电子-光学声子耦合诱导的石墨烯中狄拉克能谱在声子发射阈值附近的精细结构。导出的新的色散方程在附近低于声子阈值对应于电子-声子束缚态。我们发现微扰理论之外的奇异顶点修正强烈地增加了电子-声子结合能。预测的有效电子-声子耦合的增强可以使用角分辨光谱测量。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall
Hot carrier and hot phonon coupling during ultrafast relaxation of photoexcited electrons in graphene
我们研究,通过蒙特卡罗模拟器,热声子效应的光激发石墨烯的弛豫动力学和其定量的影响相比,考虑平衡声子分布。我们的多粒子方法表明,忽略热声子效应显着低估了光激发石墨烯的弛豫时间。热声子效应对于较高的激发脉冲能量和$1$与$3\times 10^{12} \mathrm{~cm}^{-2}$之间的光生载流子密度更为重要。声学谷间声子起着不可忽视的作用,发射的声子的波长限制了最大值(由载流子浓度决定)诱导较慢的载流子冷却速率。由于额外的冷却路径,在衬底上的石墨烯中固有声子加热被阻尼,热声子效应显示出与载流子密度的强烈的逆相关性。
2016-02-01 cond-mat.mes-hall
Multiple negative differential conductance regions and inelastic phonon assisted tunneling in graphene-hBN-graphene structures
在本文中,我们详细研究了在石墨烯-hBN-石墨烯器件的垂直电流中六方氮化硼(hBN)板和石墨烯层之间的旋转对准的效果。我们展示了如何为小的旋转角度,由hBN晶格的动量转移导致多个峰值的I-V曲线的设备,给原产地多个区域显示负微分电导。我们还研究了在垂直电流声子散射的效果,看看如何开放的非弹性隧穿事件允许的光学声子的自发发射导致尖锐的峰值的二阶导数的电流。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Phonon excitation and instabilities in biased graphene nanoconstrictions
我们计算了高电流密度下石墨烯纳米收缩(GNC)中的声子。焦耳加热,电流诱导的力量,和耦合到电极声子进行评估,使用第一性原理非平衡DFT-NEGF计算。在电子结构的共振附近,我们观察到一个强烈的非线性加热偏置和击穿的谐波近似。这种行为是由电流驱动的负阻尼声子引起的。这种效应可能限制石墨烯纳米收缩体承载高电流的稳定性和能力。
2013-05-25 cond-mat.mes-hall
Uniaxial strain-induced Kohn anomaly and electron-phonon coupling in acoustic phonons of graphene
最近在纳米尺度上的应变工程的进展已经显示了调节石墨烯性质的可行性。尽管石墨烯中的电子-声子(e-ph)耦合和Kohn异常定义了有助于共振拉曼散射的声子分支,并且与作为散射源的电子和热输运相关,但是e-ph耦合作为应变的函数的演化研究较少。利用密度泛函微扰理论研究了单轴应变石墨烯在扶手椅(AC)和锯齿(ZZ)方向上的Kohn反常和e-ph耦合.除了原始石墨烯K点中横向光学(TO)声子分支处的声子异常之外,我们发现单轴应变引起纵向声学(LA)声子分支的频率导数的不连续性。这种行为对应于科恩异常的出现,作为应变增强的e-ph耦合的结果。因此,单轴应变石墨烯的本结果与通常假设的观点形成对比,即K点周围的e-ph耦合仅存在于TO声子分支中。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall
Phonon drag thermopower in graphene in equipartition regime
这封信计算了电子-声子相互作用对石墨烯热电效应的贡献。考虑独立石墨烯的情况,考虑与固有声学声子的相互作用。所考虑的温度范围从液氮到室内水平。结果表明,声子对电子的拖曳对热电动势的贡献取决于样品中的费米能和声子弛豫时间。显式的温度依赖性的贡献来自声子的热电动势是弱的,相反,由于扩散,这是直接与温度成正比。得到的依赖性表明,在所考虑的温度下,高载流子浓度和样品具有高的热导率,声子阻力的贡献可以成为主导。因此,已经建立了一个理论极限的可能增加的热电动势通过电子阻力的固有声子的石墨烯。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall
First Principles Analysis of Electron-Phonon Interaction in Graphene
利用密度泛函微扰理论研究了单层石墨烯中的电子-声子相互作用。结果表明,电子-声子相互作用强度是可比的所有四个面内声子分支的大小,必须同时考虑。此外,计算出的散射率表明声学声子的贡献比以前认为的要弱得多,揭示了即使在低能量下光学声子的作用。因此,与最近的测量结果非常一致地预测,石墨烯的固有迁移率可能比悬浮样品中报告的高值大一个数量级以上。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall
Raman-scattering study of the phonon dispersion in twisted bi-layer graphene
在层之间具有扭转角θ的双层石墨烯产生被称为莫尔图案的超晶格结构。这种超晶格提供了一个依赖于θ的q波矢量,它激活了布里渊区内部的声子。在这里,我们表明,这种超晶格诱导的拉曼散射可以用来探测扭曲的双层石墨烯(tBLG)中的声子色散。这里报道的效应在许多方面不同于石墨烯相关材料中广泛研究的双共振,并且尽管在tBLG中不存在堆叠顺序,但观察到层呼吸振动(即ZO'声子)。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in doped graphene on a piezoelectric substrate
我们研究了压电衬底上石墨烯的多体性质,重点研究了石墨烯电子与压电声学声子之间的相互作用。我们计算了电子和声子的自能以及受衬底声子限制的电子迁移率。我们强调的重要性,适当的筛选的电子-声子顶点和讨论的各种限制行为的电子能量,温度和掺杂水平的函数。比较了压电声学声子和石墨烯本征形变声学声子对石墨烯电子的影响。衬底声子往往占主导地位的本征的低掺杂水平,在高温和低温。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall
Resonant supercollisions and electron-phonon heat transfer in graphene
研究了强杂质对无序石墨烯中电子-声子耦合系统传热的影响。详细分析了这种杂质通过共振超碰撞机制辅助的电子-声子热交换。我们进一步探讨了由于共振散射体在弱无序石墨烯中的热传递的局部修改,并确定了电驱动下散射体周围的声子和电子温度的空间分布。我们的研究结果是一致的,最近的实验结果成像共振耗散从个别原子缺陷。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall
Two-phonon scattering in graphene in the quantum Hall regime
石墨烯最显著的特征之一是其在实验可达到的磁场中的巨大朗道能级间分裂,这导致室温量子霍尔效应。本文计算了量子化磁场中高温下石墨烯中双声子散射诱导的纵向电导率。它的结论是,纯粹的声子诱导的散射,可以忽略不计的传统半导体异质结构在量子霍尔条件下,变得可比的无序诱导的贡献,在量子霍尔制度的石墨烯的耗散导电性。
2015-12-04 cond-mat.mes-hall
Surface Polar Phonon Dominated Electron Transport in Graphene
利用蒙特卡罗模拟研究了表面极性声子对单层石墨烯电子输运性质的影响。具体而言,低场电子迁移率和饱和速度检查不同的衬底(SiC,SiO2和HfO2)相比,本征的情况下。虽然结果表明,低场迁移率可以通过引入表面极性声子散射大大降低,相应的退化的饱和速度没有观察到在室温下的所有三个基板。还发现,即使在低温下,表面极性声子也会影响石墨烯的电阻率,从而可能导致声学声子变形势常数的不准确估计。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Effects of optical and surface polar phonons on the optical conductivity of doped graphene
利用Kubo线性响应理论,研究了石墨烯的本征光学声子和表面极性声子对掺杂石墨烯光学电导率的影响。我们发现,非弹性的电子-声子散射的贡献显着的声子辅助吸收的光学间隙。在室温下,由于强的电子-SPP耦合,这种中间带隙吸收可以大到极性衬底上石墨烯的通用交流电导率的20-25%。此外,中间带隙吸收强烈地依赖于所使用的衬底和掺杂水平。随着温度的升高,中隙吸收增加,而德鲁德峰,另一方面,变得更广泛的非弹性电子-声子散射变得更可能。因此,Drude重量随着温度的升高而降低。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Enhanced Phonon-Assisted Tunneling in Metal -- Twisted Bilayer Graphene Junctions
本文通过平面隧穿谱测量发现扭转双层石墨烯中声子辅助隧穿较Bernal堆叠双层石墨烯显著增强,并借助声子色散计算阐明其机制,为研究扭转范德华材料中的电子-声子耦合提供了通用工具。
2025-07-17 cond-mat.mes-hall
Role of remote interfacial phonons in the resistivity of graphene
石墨烯电阻率的温度($\it T$)依赖性已经在10和400 K之间对于在各种衬底上制备的样品进行了实验研究; HfO $_2$、SiO $_2$和h-BN。石墨烯的电阻率在低$\it T$下显示线性$\it T$依赖性,并且在衬底依赖性转变温度以上变为超线性。结果解释了远程界面声子散射的表面光学声子在基板上。使用适当的基底可以导致石墨烯的电荷传输的显著改善。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall
Zone-Boundary Phonon Induced Mini Band Gap Formation in Graphene
我们研究了电子- $\mathrm{A}_{1g}$声子耦合对原始石墨烯的无带隙电子能带色散的影响。电子-声子相互作用通过凯库勒型畸变引入,引起石墨烯中K和K'点之间的谷间散射。我们开发了一个Fröhlich型哈密顿连续模型内的长波长限制。通过提出一个完整的理论分析,我们表明,与最高频率的$% \mathrm{A}_{1g}$对称性的带边界声子模式的电荷载流子的相互作用诱导的石墨烯的二维布里渊区的角落处的一个小带隙。由于电子-电子相互作用有利于这种类型的晶格畸变,因此预计它将被增强,因此其定量含义可能在石墨烯中是可测量的。
2013-01-08 cond-mat.mes-hall
Multiple magneto-phonon resonances in graphene
我们的低温磁拉曼散射测量在块状石墨表面上的石墨烯样位置上进行揭示了一系列新的磁-声子共振,涉及K点和伽马点声子。特别是,我们首次观察到三个交叉激发分支的共振分裂。我们给出了详细的理论分析,这些新的共振。我们的研究结果突出了复合激发的作用和多声子过程(从K和伽马点)的重要性,热载流子在石墨烯中的弛豫。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Continuum model for relaxed twisted bilayer graphenes and moiré electron-phonon interaction
我们建立了一个连续介质模型来描述任意晶格变形的扭曲双层石墨烯的电子结构和电子-声子相互作用。从紧束缚模型出发,导出了存在一般晶格位移时的层间哈密顿量,得到了光滑形变的长波连续谱表达式。我们表明,连续模型正确地描述了晶格弛豫扭曲双层石墨烯的能带结构。我们将该公式应用于声子振动,并导出了莫尔带态和莫尔声子模之间的电子-声子矩阵元的显式表达式。通过数值计算,我们发现在低扭转角下,由于超晶格杂化,电子-声子耦合和声子介导的电子-电子相互作用显著增强。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon bound states in graphene in a perpendicular magnetic field
研究了在垂直量子化磁场作用下单层石墨烯中电子-声子复合物的光谱。尽管电子-声子耦合很小,但通常的微扰理论不适用于计算光学声子发射阈值附近的散射振幅。我们的研究结果超出微扰理论表明,附近的声子发射阈值的真实光谱是完全由新的分支,对应于一个电子和光学声子的束缚态的结合能的顺序为$αω_{0}$,其中$α$是电子-声子耦合和$ω_{0}$的声子能量。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall
Phonon Transport in Graphene
石墨烯中的声子-晶格振动的量子-的性质引起了物理和工程界的强烈关注。声学声子是室温附近石墨烯中的主要热载体,而光学声子用于在少层石墨烯的拉曼实验中计数原子平面的数目。理论和实验都表明,声子的输运性质,即能量色散和散射率,在准二维系统中,如石墨烯与石墨或三维块状晶体中的基面相比,有很大的不同。二维声子输运的独特性质转化为石墨烯和相关材料中不寻常的热传导。在这篇综述中,我们概述了不同的理论方法开发的声子在石墨烯中的传输,讨论了在平面和交叉平面声子模式的贡献,并提供与现有的实验热导率数据的比较。特别注意的是给出了最近的理论结果的分析的声子热导率的石墨烯和少层石墨烯,和应变,缺陷和同位素的声子输运在这些系统中的影响。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport in BN-encasulated graphene limited by remote phonon scattering
Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier(蒙彼利埃大学查尔斯·库隆实验室);Aix Marseille Univ, CNRS, CINaM, AMUTech(艾克斯马赛大学);University of Modena and Reggio Emilia(摩德纳和雷焦艾米利亚大学);Sapienza Università di Roma(罗马第一大学)
研究BN声子对封装石墨烯电导率的影响,结合高精度传输实验与第一性原理计算,揭示远程声子散射对150K至室温间电导率的主导作用。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall
Group theory analysis of electrons and phonons in N-layer graphene systems
在这项工作中,我们研究了石墨烯系统中的电子和声子的对称性作为层数的函数。我们推导出了布里渊区中所有点的电子辐射和电子-声子相互作用的选择规则。通过考虑这些选择规则,我们解决了双共振拉曼散射过程。单层和双层石墨烯在施加电场的存在下进行了讨论。
2008-12-06 cond-mat.mes-hall
Probing the band structure of quadri-layer graphene with magneto-phonon resonance
我们展示了如何磁声子共振,特别是显着的sp2碳同素异形体,可以用作一种工具来探测多层石墨烯试样的能带结构。即使当电子激发不能被直接观察到,它们的耦合到E2 g声子导致显着的振荡的声子功能观察到通过拉曼散射实验与多个周期和振幅确定的电子激发光谱。这样的实验和分析已经在沉积在SiO2上的剥离的4层石墨烯样品上进行了高达28 T,并且观察到的振荡对应于特定的AB堆叠的4层石墨烯电子激发光谱。
2012-09-10 cond-mat.mes-hall
Experimental Phonon Band Structure of Graphene using C$^{12} and C$^{13}$ Isotopes
使用非常均匀的大规模化学气相沉积生长的石墨烯转移到硅上,我们能够识别与石墨烯单层相关的15条不同的拉曼谱线。这是可能的,这要归功于不同的碳同位素和不同的拉曼激光能量的组合,以及在不增加激光功率的情况下广泛的平均化。这使我们能够获得详细的实验声子色散关系的许多点的布里渊区。我们进一步确定了一个D+D'峰对应于一个双声子过程,涉及谷间和谷内声子。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall
Strong coupling in the far-infrared between graphene plasmons and the surface optical phonons of silicon dioxide
我们研究了静电门控的二氧化硅衬底上的石墨烯纳米带的等离子体共振。吸收光谱测量中,远红外和揭示多个峰值,与宽度依赖的共振频率。我们计算内的随机相位近似的介电函数,并表明,所观察到的光谱可以解释由表面等离子体声子极化激元模式,这是从耦合的石墨烯等离子体到三个表面光学声子模式在二氧化硅中产生的。
2014-05-29 cond-mat.mes-hall
Phonons and Thermal Transport in Graphene and Graphene-Based Materials
石墨烯不同寻常的热性质的发现刺激了旨在理解二维材料系统中声子输运和热传导的实验、理论和计算研究。我们提供了一个关键的审查最近的结果在石墨烯热场集中在声子色散,比热,热导率,不同的模型和计算方法的比较。详细分析了石墨烯基材料的声子谱与导热性能之间的关系。在双层石墨烯,同位素工程,和不同的声子色散分支的相对贡献的原子平面旋转的影响进行了讨论。为了读者的方便,本文以综合注释表的形式提供了有关热导率和声子模对热输运贡献的主要实验和理论结果的摘要。
2016-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Interfacial Plasmon-Phonon Scattering in Supported Graphene
限制支撑的石墨烯中的电子迁移率的因素之一是远程声子散射。我们建立了石墨烯等离子体激元与衬底表面极性声子(SPP)模耦合的理论,发现这种耦合导致了界面等离子体激元-声子(IPP)模的形成,并由此产生了动态反屏蔽和远程声子屏蔽现象。用我们的理论计算了SiO $_{2}$,HfO $_{2}$,h-BN和Al $_{2}$ O $_{3}$衬底的远声子限制迁移率.我们发现,h-BN产生最高的峰值迁移率,但在实际上有用的高密度范围内的迁移率在HfO $_{2}$支持的石墨烯是高的,尽管事实上,HfO $_{2}$是一个高- $κ$电介质与低频模式。我们的理论预测,强烈的温度依赖性的总迁移率有效地消失在非常高的载流子浓度。讨论了多晶性对IPP散射的影响。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall
Flexural phonons in free-standing graphene
旋转和反射对称性使得独立式石墨烯膜的平面外(弯曲)声子在长波长处具有二次色散,并且只能被成对的载流子激发。结果表明,在温度T_x以下,弯曲声子对电阻率$ρ$的贡献占主导地位,在温度T_x以下,我们得到了反常的温度依赖关系$ρ\propto T^{5/2}_{}\ln T$ .对数因子来自于由于膜的弯曲和拉伸自由度之间的耦合而引起的弯曲声子色散的重正化。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
Long-wavelength optical phonon behavior in uniaxial strained graphene: Role of electron-phonon interaction
我们推导了单轴应变下石墨烯中由于电子-声子相互作用引起的$Γ$点纵光学(LO)和横光学(TO)声子模的频移和展宽随电子密度和无序量的变化。我们表明,在没有剪切应变分量,这种相互作用引起的LO和TO模式的简并度的提升,这有助于分裂的G拉曼带。由应变引起的电子光谱的各向异性导致LO和TO模式的偏振依赖性。这种依赖性与实验结果一致,表明分裂G峰的拉曼强度的周期性调制。此外,在未变形的石墨烯中报告的频率偏移的异常行为被发现在应变下是鲁棒的。
2014-09-04 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in suspended graphene: supercollisions by ripples
利用电输运实验和散粒噪声测温法,我们发现强有力的证据表明,“超碰撞”的弯曲模式散射过程是占主导地位的电子-声子能量转移机制,在高品质,悬浮石墨烯在室温左右。电子-声子耦合的幂律关系随温度的变化从三次变化到五次。温度指数变化2反映在对化学势的二次依赖性中,这是双声子量子过程的固有特征。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous Non-linear Optical Response Of Graphene Near Phonon Resonances
本文利用相干反斯托克斯拉曼光谱研究了石墨烯、六方氮化硼及其异质结构的三阶非线性光学性质。当两个输入场的能量差与声子能量相匹配时,如通常所预期的,h-BN中的反斯托克斯发射强度增强,而对于石墨烯,观察到异常降低。这种行为可以用电子连续谱和离散声子态之间的q耦合来理解。我们还测量了石墨烯/h-BN异质结构,并证明石墨烯中的异常效应主导异质结构的光学响应。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Magneto-Raman scattering of graphene on graphite: Electronic and phonon excitations
从石墨表面的磁拉曼散射实验揭示了新的功能,除了声子介导的共振观察到的纯电子激发。通过在高达32 T的磁场中进行的具有$\sim 1μm$空间分辨率的实验来识别石墨烯状和石墨畴。极化分辨测量强调石墨烯中电子跃迁的特征选择规则。石墨上的石墨烯显示出光学声子和对称性之间的意想不到的杂化跨越狄拉克点朗道能级间跃迁。这些结果开辟了新的实验可能性-在量子霍尔效应条件下使用光散射方法研究石墨烯。
2011-07-11 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon coupling in graphene
计算了单层和双层石墨烯的电子-声子耦合系统的集体激发,考虑了石墨烯中电子激发与衬底纵向光学声子模之间的非微扰库仑耦合.我们发现单层石墨烯中的等离子体-声子耦合在所有密度下都很强,但在双层石墨烯中,耦合仅在满足共振条件$ω_{pl} \approx ω_{ph}$的高密度下才有意义。这种差异来自于与石墨烯的手性相关的特殊屏蔽特性。等离子体-声子耦合解释了在长波长范围内测量到的准线性等离子体色散,从而解决了实验观测中的一个难题。
2010-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Phonons in an Electrically Biased Graphene Constriction
声子载流子相互作用可以对器件性能具有显著影响。它们可以通过测量声子寿命来探测,声子寿命反映了声子与其他准粒子,特别是载流子及其伴随声子的相互作用强度。载流子声子和声子-声子对声子寿命的贡献可以从温度依赖的研究中解脱出来。在这里,我们解决的重要性,声子载流子相互作用的焦耳加热的石墨烯收缩,以有助于理解的能量耗散在石墨烯为基础的电子器件。我们证明,无隙石墨烯授予电子声子相互作用不寻常的意义,特别是在低载流子密度。在常规半导体中,带隙通常防止声子通过电子-空穴产生而衰减,并且在金属或其他半金属中,费米温度过大而不能进入电子-声子耦合起主导作用的区域,如在石墨烯中在300至1600 K的研究声子温度区域中。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons in Twisted Bilayer Graphene
我们从理论上研究了不同旋转角度下AA-堆叠、AB-堆叠和扭曲双层石墨烯中的声子色散。计算采用Born-von-Karman模型计算层内原子间相互作用,采用Lennard-Jones势计算层间相互作用。结果表明,堆积阶数对离面声学声子模的影响最大。扭曲双层石墨烯和AA-或AB-堆叠双层石墨烯中的声子态密度的差异出现在声子频率范围90 - 110 1/cm中。扭曲双层石墨烯导致新的声子分支的出现-称为纠缠声子-其起源于布里渊区中来自不同高对称方向的声子模式的混合。纠缠声子的频率强烈地依赖于旋转角,并且可以用于非接触识别石墨烯样品中的扭转角。所得到的结果和表列的频率的声子在扭曲的双层石墨烯的实验拉曼数据的解释和确定这些材料系统的热导率是重要的。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulate Temperature Dependence of Thermal Conductivity of Graphene Phononic Crystal
利用非平衡分子动力学模拟(NEMD)研究了石墨烯声子晶体(GPnCs)热导率随温度的变化规律。发现GPnCs的热导率随温度的变化遵循$T^{-α}$行为。可以通过改变GPnC的特征尺寸来有效地调节幂指数($α$)。声子参与比谱和色散关系表明,在具有较大尺寸空穴($L_0$)的GPnCs中,长程声子模受到更大的影响。我们的研究结果表明,构建GPnCs是一种有效的方法来操纵石墨烯的热导率的温度依赖性,这将有利于开发基于GPnCs的热管理和信号处理设备。
2016-01-17 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted resonant tunneling of electrons in graphene-boron nitride transistors
在$\sim$ 10和200 mV之间的宽范围的偏置电压下,我们观察到石墨烯-六方氮化硼-石墨烯隧道晶体管的差分电导中的一系列尖锐的谐振特征。我们将其归因于电子隧穿辅助发射声子的明确定义的能量。它们发生的偏置电压对所施加的栅极电压不敏感,因此与石墨烯电极中的载流子密度无关,因此可以排除等离子体效应。对应于共振的声子能量与石墨烯-氮化硼异质结构的晶格色散曲线进行比较,并且接近于单声子态密度的峰值。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Current Saturation and Surface Polar Phonon Scattering in Graphene
我们提出了一个研究的极性绝缘衬底上的石墨烯器件的传输使用紧束缚模型。使用多波段玻尔兹曼处理的流动性计算。我们提供了表面极性声子对低场迁移率的贡献随载流子密度、温度和距衬底的距离的缩放。在高偏压下,我们发现石墨烯的自热效应对于解释所观察到的饱和电流行为是必不可少的。我们预测,通过优化器件的冷却,高偏置电流可以显着增强。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Low B Field Magneto-Phonon Resonances in Single-Layer and Bilayer Graphene
由强电子-电子和电子-声子相互作用引起的多体效应在石墨烯物理中起着重要作用。我们报告了它们在低B场磁-声子共振中的表现,这些表现在高质量剥离的单层和双层石墨烯中,这些石墨烯封装在六方氮化硼中。这些共振使我们能够提取特征的有效费米速度,高达$1.20 \times 10^6$ m/s,为观察到的“修饰”朗道能级跃迁,以及共振的加宽,这增加朗道能级指数。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Nonlinear vs. bolometric radiation response and phonon thermal conductance in graphene-superconductor junctions
石墨烯是一个有前途的候选人,建立快速和超灵敏的测辐射热探测器,由于其弱的电子-声子耦合和低热容量。为了实现一个实用的石墨烯基测辐射热计,几个重要的问题,包括辐射响应的性质,耦合效率的辐射和热导需要仔细研究。为了解决这些问题,我们提出了石墨烯-超导体结作为一种可行的选择,以实现高效和灵敏的测辐射热计,超导体接触作为热电子屏障。对于具有高度透明界面的石墨烯-超导体装置,在存在射频辐射的情况下的电阻读出由非线性响应主导。另一方面,石墨烯-超导体隧道器件显示出对辐射的主要热响应。对于在$SiO_{2}$衬底上制造的石墨烯器件,我们证实了最近的理论预测$T^{2}$的声子热导的温度依赖性在石墨烯通道中存在的无序在低温下。
2014-02-24 cond-mat.mes-hall
Tunable Infrared Phonon Anomalies in Trilayer Graphene
ABA(Bernal)和ABC(菱面体)堆叠序列中的三层石墨烯显示出强烈的红外吸收,从面内光学声子。位于~1580 cm-1处的特征随着静电门控而强烈变化。对于ABC堆叠的石墨烯三层,我们观察到声子吸收振幅的大幅增强,以及声子模式的软化,因为费米能级被调谐远离电荷中性。在具有更常见的ABA堆积顺序的样品中观察到类似但显著较弱的效果。光学声子的强红外响应以及与静电门控和堆叠顺序的显著变化反映了两个系统中声子和电子激发的相互作用。关键的实验结果可以在一个简化的带电声子模型,考虑通过泡利阻塞的电子跃迁充电的影响。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Intrinsic (valley) thermal Hall conductivity of phonons in graphene for integer quantum Hall phases
Bar-Ilan University(巴伊兰大学)
本文计算了量子霍尔区域石墨烯声子的内禀谷热霍尔电导率,源于电子-声子耦合诱导的声子谷霍尔粘度,并讨论了测量前景及推广至其他狄拉克材料。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling assisted by flexural phonons in graphene
我们分析了石墨烯中自旋和声子之间的耦合。我们提出了一个完整的分析自旋和弯曲,平面外,振动之间可能的耦合。从紧束缚模型,我们得到的分析和数值估计的强度。我们发现,动力学效应,量子和热涨落引起的,显着提高自旋轨道间隙。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall
Acoustic phonon scattering limited carrier mobility in 2D extrinsic graphene
我们从理论上计算了非本征(即门控或掺杂有可调和有限的载流子密度)2D石墨烯层中的声子散射限制的电子迁移率作为温度$(T)$和载流子密度$(n)$的函数。我们发现一个温度依赖的声子限制电阻率$ρ_{ph}(T)$是线性的温度与$T\agt 50 K$的室温本征迁移率达到值以上的$10^5$ cm $^2/Vs$。本文讨论了$ρ_{ph}(T) \sim T^4$用于非屏蔽电子-声子耦合时的低温Bloch-Grüneisen行为。
2008-01-31 cond-mat.mes-hall
Low-energy instability of flexural phonons in graphene
我们研究了石墨烯中电子对弯曲声子的影响,解释了电子-空穴激发交换所产生的吸引相互作用。结合声子自洽计算和重整化群方法,我们发现石墨烯在长波长极限下存在两种不同的相,分别对应于弯曲刚度的软重整化和强重整化.在第一种情况下,系统可能具有声子色散被软化的中间尺度,但它最终会在大的距离尺度上变得越来越刚性。然而,强重整化相更接近临界行为,其有效刚度在实践中变得钉扎在非常小的值处,这意味着弯曲声子场的凝聚体的发展具有非常大的敏感性。
2010-03-16 cond-mat.mes-hall
Electron and optical phonon temperatures in electrically biased graphene
我们研究了电偏压石墨烯通道中的固有能量耗散步骤。通过结合原位测量的自发光发射的电流流动的条件下的石墨烯样品的拉曼光谱研究,我们获得的电子和声子的能量分布的独立信息。有助于光发射的电子和空穴被发现服从热分布,在电流饱和制度的温度超过1500 K。区心光学声子也被高度激发,并被发现与电子处于平衡状态。对于一个给定的光学声子温度,拉曼G-模式的非谐下移小于预期的平衡条件下,这表明电子和高能光学声子没有完全平衡的所有的声子模式。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Phonon Engineering of the Specific Heat of Twisted Bilayer Graphene: The Role of the Out-of-Plane Phonon Modes
我们从理论上研究了石墨烯、双层石墨烯和扭曲双层石墨烯的比热,同时考虑了每个极化分支的精确声子色散和态密度。结果表明,与传统的认为,面外声学声子的色散-称为ZA声子-偏离强烈的抛物线定律从低至~100 1/cm的频率开始。这导致了ZA声子态密度随频率的变化和比热与温度T的线性关系的破坏。我们建立了ZA声子决定的比热为T<200 K,而在200 K < T < 500 K,来自面内和面外声学声子的贡献是占主导地位的。在高温极限T>1000 K时,光学声子和声学声子对比热的贡献大致相等。石墨烯和扭曲双层石墨烯的德拜温度计算为约1861 - 1864 K。我们的研究结果表明,双层石墨烯等材料的热力学性质可以通过sp2-碳平面的旋转在原子尺度上进行控制。
2015-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dichotomy of Electron-Phonon Coupling in Graphene Moiré Flat Bands
石墨烯莫尔超晶格是研究相关电子物理和超导性的杰出平台,具有特殊的可调谐性。然而,仅在魔角扭曲双层石墨烯(MA-TBG)和魔角扭曲三层石墨烯(MA-TTG)中测量到了强大的超导性。在某些莫尔平带中超导相的缺乏提出了一个关于超导机制的问题。在本论文中,我们基于原子论计算研究了石墨烯莫尔超晶格中的电子结构和电子-声子耦合。我们发现,电子-声子耦合强度λ是显着不同的石墨烯莫尔平带。MA-TBG和MA-TTG的总强度λ非常大(λ>1),这两种材料在实验中都显示出强的超导性。然而,λ在扭曲双层石墨烯(TDBG)和扭曲单层-双层石墨烯(TMBG)中小一个数量级,其中据报道超导性相当弱或不存在。我们发现TDBG和TMBG中的Bernal堆叠层在平带态诱导了亚晶格极化,抑制了亚晶格间的电子-声子矩阵元。我们还得到了与实验结果相符合的非绝热超导Tc。我们的研究结果清楚地表明了强电子-声子耦合和实验观测到的强超导性之间的相关性。
2021-10-03 cond-mat.mes-hall