Phonon-derived ultrafast relaxation of spin-valley polarized states in MoS_{2}
固体材料的谷自由度和自旋-谷耦合的可能性引起了人们越来越多的兴趣，自旋极化态和谷极化态的弛豫动力学已成为近年来研究的一个重要热点。在自旋-轨道耦合的反转非对称二维材料中，例如MoS_{2}，已经发现自旋随机化在特征上快于谷间和谷内散射的时间尺度。在这项研究中，我们研究了超快非共线自旋动力学的单层MoS_{2}电子谷的实时传输时间相关的密度泛函理论。我们发现，电子在谷区的自旋进动与最低的光学声子强烈耦合，从而释放了面内镜像对称性。这表明MoS_{2}的自旋随机化主要是由自旋-声子相互作用引起的。我们进一步提出，自旋轨道耦合系统中自旋的翻转可以通过对声子的控制来实现。
2017-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio theory of electron-phonon mediated ultrafast spin relaxation of laser-excited hot electrons in transition-metal ferromagnets
本文报道了bcc结构Fe、fcc结构Co和fcc结构Ni过渡金属铁磁体中电子-声子相互作用引起的电子自旋翻转散射的计算理论研究。Elliott-Yafet电子-声子自旋翻转散射的第一性原理计算，采用广义自旋翻转Eliashberg函数以及从头计算声子色散。为了研究飞秒激光激励铁磁体中电子-声子介导的退磁量，将该方法推广到激光产生的热化和非平衡非热热电子分布。使用开发的形式主义，我们计算声子诱导的自旋寿命的热电子在Fe，Co和Ni。电子-声子介导的退磁率进行评估激光产生的热化和非平衡电子分布。非热分布被发现导致一个更强的退磁率比热，热化分布，但他们的退磁效果是不足以解释实验观察到的退磁发生在亚皮秒制度。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast x-ray diffraction studies of photoexcited coherent phonons in SrRuO$_3$ thin films
本文报道了金属SrRuO $_3$（SRO）薄膜在超短强激光脉冲激发下的超快X射线衍射实验。取决于层厚度，数据表现出（002）SRO布拉格峰的瞬态分裂，证明尖锐的声应变波的产生和传播。这些不同的结构动力学是由于异常快速的电子-声子弛豫，引起了准瞬时的热应力在SRO。数值模拟结果与实验结果吻合良好，证实了解释。尽管不同的SRO层厚度的定性不同的晶格动力学，我们确定了一个普遍的演变的瞬态平均层应变。从激发配置文件的热应力分布的推断的差异可能暗示对温度依赖的有效Grüneisen参数的SRO。
2013-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast electron-phonon scattering in antiferromagnetic Dirac semimetals
该研究针对拓扑反铁磁狄拉克半金属超快自旋电子动力学认知不足的问题，从理论上研究其电子-声子散射的自旋相关动力学，发现可通过超短时间载流子动力学识别各向异性能带结构的特征。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast transport mediated homogenization of photoexcited electrons governs the softening of the $A_\mathrm{1g}$ phonon in bismuth
为了确定热载流子的非热输运对凝聚态能量耗散的决定性作用，我们对Si（111）上外延生长的$7-197 \mathrm{nm}$厚Bi（111）薄膜进行了时间分辨宽带飞秒瞬态反射率测量。我们监测的傅立叶振幅和相干$A_\mathrm{1g}$声子模式的中心频率的行为作为入射能量密度，膜厚度，和探测波长的范围内的$580 -700 \mathrm{nm}$。光激发之后的频率红移被用作确定受激载流子的有效分布的鲁棒量，该受激载流子支配Bi中相干$A_\mathrm{1g}$声子的位移激发机制。对于Bi膜高达$50 \mathrm{nm}$厚度的均匀激发，由于超快运输的热电荷载流子被观察到，由载流子穿透深度的$60 \mathrm{nm}$独立的总沉积的激光能量的限制。
2022-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast spectroscopy of propagating coherent acoustic phonons in GaN/InGaN heterostructures
我们发现，大振幅，相干声学声子波包可以产生和检测在$_x$ Ga $_{1-x}$ N/GAN外延层和异质结构在飞秒泵浦探测差分反射率实验。相干声子的振幅随着铟分数$x$的增加而增加，并且与其他相干声子振荡不同，\textit{amplitude}和\textit{period}都是激光探针能量的强函数。当波包到达表面下方的GaN-蓝宝石界面时，振荡的幅度基本上且几乎瞬间减小，这表明声子波包对于表面下方的成像是有用的。提出了一个理论模型，该模型与实验符合得很好，并有助于推导声子波包的强度。我们的模型表明，局域相干声子波包产生的飞秒泵浦激光在外延层的表面附近。然后，波包通过GAN层传播，主要通过Franz-Keldysh效应改变局部折射率，从而调制探测光束的反射率。我们的模型正确地预测了实验依赖于探针波长以及外延层厚度。
2003-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Acousto-Plasmonics in Gold Nanoparticles Superlattice
我们报道了在等离子体金纳米粒子超晶格中GHz相干声学声子的产生和检测的研究。实验采用飞秒泵浦-探测的方法，通过超晶格的光学等离子体共振进行。我们的实验允许估计的集体弹性响应（声速），以及纳米接触的弹性刚度的估计。看起来，光诱导相干声学声子脉冲具有约45 nm的典型深度空间延伸，其大约是金中光学趋肤深度的4倍。瞬态光学反射率的建模表明，声子产生的机制是通过超快加热的体积等离子体激元的光激发的辅助下，实现的。这些结果表明，它是如何可能映射的光子-电子-声子相互作用的亚波长纳米结构。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Ultrafast Exciton Dynamics and Time-Domain Spectroscopies: Dark-Exciton Mediated Valley Depolarization in Monolayer WSe$_2$
将第一性原理电子-声子（$e$ -ph）相互作用与玻尔兹曼方程相结合的计算使超快载流子和声子动力学的研究成为可能。然而，在具有弱库仑屏蔽的材料中，电子和空穴形成束缚激子，并且它们的散射过程变得相关，这为非平衡物理建模带来了额外的挑战。在这里，我们显示了计算超快激子动力学和相关的时域光谱使用$ab~initio$激子-声子（ex-ph）相互作用与激子玻尔兹曼方程。从非平衡激子布居开始，我们开发了考虑电子空穴相关性的时域吸收和光电发射光谱的模拟。我们用这种方法来研究单层WSe $_2$，我们的计算预测亚皮秒的时间尺度的激子弛豫和谷去极化，并揭示中间暗激子的关键作用。在这项工作中引入的方法，使非平衡动力学和超快光谱的材料与强束缚激子的定量描述。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fluctuation properties of acoustic phonons generated by ultrafast optical excitation of a quantum dot
从理论上研究了超快光激发下半导体量子点中声学声子的涨落特性。利用单个超快脉冲的激发产生限于量子点的激子，该激子耦合到纵向声学声子。这导致极化子在量子点中的形成，伴随着声子波包的发射。我们发现，晶格位移的波动与波包后，一个单一的激光脉冲激发与激子跃迁共振的波动总是大于各自的真空值。用第二个脉冲操纵激子可以导致波动降低到真空极限以下，这意味着声子被压缩。结果表明，波包的压缩特性强烈地依赖于两个激光脉冲之间的相对相位和时间延迟。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Electron Diffuse Scattering as a Tool for Studying Phonon Transport: Phonon Hydrodynamics and Second Sound Oscillations
本研究探究超快电子漫散射（UEDS）中第二声的特征，通过密度泛函理论与玻尔兹曼输运方程模拟多输运区域的声子行为，证实UEDS可提取全布里渊区声子占据数，助力理解声子流体动力学输运。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall
Extended Multi-Temperature Model for Electron--Phonon Coupling and Ultrafast Thermal Transport in Graphene
本文提出扩展的多温度模型，用于研究石墨烯中电子-声子耦合及超快热输运，通过非扩散和非局部现象提升对热流和声子动力学的理解。
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Particle-in-cell simulation of ultrafast hot-carrier transport in Fe/Au-heterostructures
我们描述了自旋极化热电子输运的理论方法，因为它发生后，由铁磁和正常金属形成的异质结构的超快光脉冲激发。我们制定了一个自旋相关的粒子在细胞模型，解决了玻尔兹曼方程的激发电子。它包括寿命和传输系数作为参数，可以从从头计算或实验，并可以很容易地扩展到多层系统。这种方法能够描述电子输运在弹道，超扩散和扩散制度，包括二次载流子的产生。我们将该模型应用于Fe/Au双层膜和Fe/Au/Fe自旋阀结构中的光激发载流子。我们获得微观洞察热电子输运动力学探测在最近的实验自旋阀。我们发现贡献的Fe/Au/Fe三层中诱导的退磁动力学，无论平行或反平行的Fe层的磁性排列。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-assisted inter-valley scattering determines ultrafast exciton dynamics in MoSe$_2$ bilayers
虽然谷（能量极值）存在于固体的所有能带结构中，但它们在确定原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMDC）中的激子共振和动力学方面的突出作用是独特的。利用二维相干电子能谱，我们发现MoSe $_2$双层膜中激子退相干的时间尺度比单层膜中快得多。我们进一步确定两个人口弛豫通道的双层，一个相干的和非相干的。我们的微观模型表明，声子发射过程促进散射事件从$K$谷的其他较低的能量$Γ$和$Λ$谷的双层。我们结合实验和理论研究明确建立不同的微观机制，确定激子的量子动力学在TMDC单层和双层。了解激子量子动力学提供了至关重要的指导TMDC双层膜中的自旋/谷自由度的操纵。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Hot-Carrier cooling in Quasi Freestanding Bilayer Graphene with Hydrogen Intercalated Atoms
利用飞秒太赫兹光泵浦探测光谱研究了准自由支撑双层外延石墨烯中热载流子的冷却动力学。我们观察到较长的衰减时间常数，在2.6至6.4 ps的范围内，与以前的研究相比，单层石墨烯，这增加非线性与激发强度。增加的弛豫时间是由于在氢嵌入之后石墨烯层与SiC衬底的解耦，这增加了石墨烯与衬底之间的距离。此外，我们的测量没有表明超碰撞机制与热载流子的冷却过程有关，这最终是通过电子光学声子散射实现的。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast momentum-resolved visualization of the interplay between phonon-mediated scattering and plasmons in graphite
本研究开发时间-动量分辨电子能量损失谱技术，揭示石墨中不同尺寸光激发电子-空穴口袋对等离激元重整化的作用机制，验证了声子介导散射的贡献，为研究电子散射微观过程提供新手段。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Nonequilibrium Enhancement of Electron-Phonon Interaction in 2H-MoTe$_2$
该研究结合时间分辨极紫外光电子能谱与约束密度泛函微扰理论，揭示光激发载流子密度可调控2H-MoTe$_2$中非平衡电子-声子相互作用，为驱动固体中弛豫路径的调控提供了微观机制理解。
2025-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phononic Switching of Magnetization by the Ultrafast Barnett Effect
Radboud University（拉德堡德大学）；FELIX Laboratory, Radboud University（FELIX实验室，拉德堡德大学）；Nihon University（日本大学）；University of Bialystok（比亚韦斯托克大学）
研究通过共振激发圆极化光学声子，在磁性基质中实现超快巴纳特效应，从而永久反转异质结构的磁态，展示了非本地磁序超快控制的新方法。
2023-05-19 cond-mat.mes-hall
Ultrafast dynamics in monolayer TMDCs: the interplay of dark excitons, phonons and intervalley Coulomb exchange
理解过渡金属二硫族化物半导体中谷之间的超快耦合和弛豫机制对于未来的谷电子器件至关重要。最近的超快泵浦-探测实验表明，在能量较低的激子$A$跃迁的光激发后，在激子$B$跃迁处出现了不直观的显着漂白。在这里，我们提出了一个可能的微观解释这个令人惊讶的效果。它是基于交换耦合和声子介导的热化到暗激子状态的联合行动，并不涉及人口的B激子。我们的工作演示了如何在飞秒时间尺度上的谷内和谷间耦合支配的二维半导体的光谷响应。
2019-08-27 cond-mat.mes-hall
Carrier-coupled ultrafast structural dynamics and interlayer energy transport of supported transition metal dichalcogenide heterostructures
University of Houston（休斯顿大学）；Nanjing University（南京大学）
利用反射超快电子衍射直接观测支撑MoS2/WS2双层异质结构及其单层的光致面外结构动力学，揭示了层间电荷转移引发的载体耦合层内原子运动，并报告了不同能量流路径及热边界电导。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast pseudomagnetic fields from electron-nuclear quantum geometry
针对圆偏振声子难以向电子高效转移角动量的问题，提出基于电子-核量子几何的耦合机制，并通过 SrTiO$_3$ 第一性原理模拟证明其可产生达 50 meV 的瞬态轨道分裂。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Depopulation of a Quantum Dot by LA-phonon-assisted Stimulated Emission
利用红移激光脉冲激发的LA声子辅助辐射，我们演示了量子点从透明点以上到透明点以下的超快非相干消布居。通过激光驱动，量子点从弱电子振动系统转变为强电子振动系统，从而使两个修饰态的激子分量之间发生声子辅助弛豫。在20 ps的激光脉冲宽度有限的时间内实现的人口减少，并表现出几毫电子伏的宽调谐范围。我们的实验结果很好地再现路径积分计算。
2016-04-18 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Studies of Hot-Hole Dynamics in Au/p-GaN Heterostructures
从光激发的金属纳米颗粒中收获非平衡热载流子使得等离子体激元驱动的光化学转化和具有共振纳米天线的可调谐光电探测成为可能。尽管对超快电子动力学的研究很多，但迄今为止，金属-半导体异质结构中热空穴的时间演化仍然是未知的。需要对热空穴驱动系统中载流子动力学的更好理解，以帮助将热载流子光电子学的范围扩展到基于热电子的器件之外。在这里，使用超快瞬态吸收光谱，我们表明，等离子体激元诱导的热空穴注入到p型氮化镓（p-GaN）的价带的金（Au）纳米粒子发生在200 fs内，放置热空穴转移类似的时间尺度上的热电子转移。我们进一步观察到，从下面的Au费米能级的热空穴的去除施加了明显的影响，热电子上面的热化，降低峰值电子温度和减少电子-声子耦合时间相对于Au样品没有热空穴收集的途径。第一性原理计算证实了这些实验观察，表明热空穴注入修改的d-带电子结构的超快调制的Au纳米粒子中的热电子的弛豫动力学。总之，这些超快的研究大大提高了我们的理解的时间演变的热空穴在金属-半导体异质结构，并提出了新的策略，操纵和控制超快时间尺度上的热载流子的能量分布。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall
Ultrafast carrier-coupled interlayer contraction, coherent intralayer motions, and phonon thermalization dynamics of black phosphorus
黑磷（BP）具有高度的各向异性性能和动力学行为是独特的，即使在二维和范德华（vdW）层状材料。在这里，我们表明，层间晶格收缩和协调一致，对称的层内振动发生在几个皮秒以下的光注入和弛豫的载流子，使用超快电子衍射的反射几何探测的面外运动。光生载流子和BP的褶皱结构之间的强耦合，与电子能带结构的对齐，是在没有光致相变的情况下，这样的定向原子运动的工作。声子热化动力学可以确定三个时间区域，其中在大约50 ps内达到没有各向异性的准平衡，随后是相干声学声子的传播和热扩散到体中。这里报道的早期的平面外动力学具有重要的意义，单层和少层BP和其他VDW材料具有强的电子晶格相关性。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Ultrafast electrons dynamics reveal the high potential of InSe for hot carrier optoelectronics
我们用双光子光电子能谱学（2PPE）方法研究了InSe中热载流子的动力学。由3.12 eV的光子激发的电子经历多种形式的弛豫。首先，它们热化到与$\bar M$谷简并的电子态。随后，电子冷却由与小动量转移的声子的Fröhlich耦合决定。从头计算预测的冷却速率与所观察到的动力学是很好的协议。我们认为，电子积累的状态退化的$\bar M$谷可以通过一个多层薄片的InSe与横向尺寸为1微米。热载流子为带隙以下光电二极管和耿氏振荡器的实现提供了一条可行的途径。我们的研究结果表明，这些技术可能会发现一个自然的实现在未来的设备的基础上分层硫属化物。
2018-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Markovian heat production in ultrafast phonon dynamics
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
研究通过分子动力学模拟揭示超快声子动力学中非马尔可夫效应的热产生机制，并展示如何通过时间分辨光谱学实验测量热力学量。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Persistent hot carrier diffusion in boron arsenide single crystals imaged by ultrafast electron microscopy
立方硼砷化物（BAs）由于其高导热性，在微电子热管理领域具有广阔的应用前景。最近，它作为光电材料的潜力也在探索中。然而，由于可用的高质量晶体尺寸小，测量其光载流子输运性质仍然具有挑战性。在这里，我们使用扫描超快电子显微镜（SUEM）直接可视化的光激发载流子在BA单晶的扩散。令人惊讶的是，我们观察到双极扩散在低的光通量与持续的热载流子动力学超过200皮秒，这可以归因于声学和光学声子之间的大的频率间隙，相同的功能，是负责高的热导率。在较高的光通量下，我们观察到自发的电子-空穴分离。我们的研究结果表明，BA是一种有吸引力的光电材料结合高的热导率和优良的光载流子输运性能。我们的研究还证明了SUEM探测新兴材料中光载流子传输的能力。
2022-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Lattice Expansion of Monolayer WSe2 Revealed by Ultrafast Electron Diffraction
已知块体层状MX2过渡金属硫属化物（M = Mo、W和X = S、Se）随着层数减少而表现出间接到直接的带隙转变。以前的时间分辨的工作主要集中在光激发后的能带结构的瞬态演化的调查，但伴随晶格重排的动力学的额外信息是需要充分理解这种现象。在这里，超快电子衍射被用来探测原子的运动和键膨胀单层WSe 2与飞秒时间分辨率。布拉格衍射点的强度变化的特征在于单指数动力学，与电子-声子和声子-声子平衡期间晶格的集体响应一致，其在用超快脉冲照射的许多小时内是可重复的。此外，观察到瞬态和高度各向异性的晶格膨胀。对这种行为的一个可能的解释是由激光激发引起的轴向应变，其破坏了面内声子模式的简并性，并且强烈地影响电子能带结构。这种简并断裂诱导的晶格畸变的特点是在静态应变测量，这里提出的结果提供了宝贵的见解的性质和时间尺度的结构重排发生后，在单层钨二硒光激发。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optical generation of coherent phonons in CdTe1-xSex quantum dots
我们报告的相干光学声子的脉冲产生嵌入在玻璃基质中的CdTe 0.68Se 0.32纳米晶体。利用飞秒激光脉冲进行泵浦探测实验，通过调节激光中心能量使其与纳米晶体的吸收边共振。我们确定两个纵向光学声子，一个纵向声学声子和第四模式的混合横-横性质。作为激光中心能量的函数的光学声子的振幅表现出共振，该共振由基于脉冲受激拉曼散射的模型很好地描述。相干声子的相位揭示了不同模式之间的耦合。在低功率密度激发下，光学相干声子的频率偏离从自发拉曼散射获得的值。这种行为归因于电子杂质状态的存在下，修改的介电函数，从而，红外活性声子的频率。
2003-10-20 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Umklapp-assisted electron-phonon cooling in magic-angle twisted bilayer graphene
莫尔材料中的载流子弛豫测量为微观相互作用提供了独特的探针，特别是那些不易通过传输测量的相互作用。声子间的Umklapp散射是一个普遍存在的动量非守恒过程，它控制着半导体和绝缘体的热导率。相比之下，电子和声子之间的Umklapp散射尚未在实验中得到证实。在这里，我们使用时间和频率分辨的光电压测量作为其复杂的能量途径，包括电子-声子耦合的直接探针，研究了热电子在莫尔石墨烯中的冷却。我们报告了在魔角附近扭曲双层石墨烯的热载流子冷却中的戏剧性加速：从室温到5 K的冷却时间是几皮秒，而在原始石墨烯中耦合到声学声子需要纳秒。我们的分析表明，这种超快冷却是形成超晶格与低能量摩尔声子，空间压缩的电子Wannier轨道，和减少超晶格布里渊区，使Umklapp散射，克服电子-声子动量失配的综合效应。这些结果展示了一种在双电子系统中设计电子-声子耦合的方法，这种方法可以有助于对其输运性质的基本理解，并能够在热管理和超快光电探测中应用。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall
Ultrafast phonon-driven charge transfer in van der Waals heterostructures
垂直堆叠的过渡金属二硫属化合物（TMD）的范德华异质结表现出丰富的能量景观，包括层间和谷间激子。最近的实验表明，在TMD异质结构的超快电荷转移。然而，电荷转移过程的性质仍然难以捉摸。基于微观和材料现实的激子理论，我们揭示了声子介导的散射通过强烈的杂化谷间激子支配的电荷转移过程中发生的子-100 fs的时间尺度。我们跟踪的时间，动量和能量分辨的光激发激子的弛豫动力学和确定的温度和堆叠依赖的电荷转移时间为不同的TMD双层。所提供的见解提出了一个重要的步骤，在微观上理解的技术上重要的电荷转移过程中的范德华异质结构。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall
Ultrafast coherent interlayer phonon dynamics in atomically thin layers of MnBi2Te4
原子级薄的MnBi_2 Te_4晶体是一种新型的磁性拓扑绝缘体，具有奇异的量子物理性质。在这里，我们报告了一个系统的调查超快载流子动力学和相干层间声子在几层MnBi 2 Te 4作为层数的函数，使用时间分辨泵浦-探测反射率光谱。在时域中直接观察到层间呼吸模式的明显相干声子振荡。我们发现相干振荡频率、光生载流子和相干声子的衰减速率都敏感地依赖于样品的厚度。超低频拉曼光谱测量补充了时间分辨测量，这既证实了层间呼吸模式，又能观察到层间剪切模式。这些模式的层依赖性允许我们提取面外和面内层间力常数。我们的研究不仅揭示了层间范德华耦合强度，而且揭示了这种新型二维材料的超快光学性质。
2022-07-15 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Optical Generation of Coherent Bright and Dark Surface Phonon Polaritons in Nanowires
从强耦合到玻色-爱因斯坦凝聚，极化激元的相干性在最近的许多实验观测中起着重要作用，但由于等离子体激元和激子的高能量，获得极化激元的相干性是一项困难的任务。然而，表面声子极化激元在低得多的能量下提供类似的承诺。在这里，我们证明了使用可见超快激光在纳米线中产生和时间分辨相干表面声子极化激元的可能性。我们表明，这些模式产生的表面耗尽场的超快屏蔽。通过对比实验和FDTD模拟，我们表明，这种方法可以同时产生暗模式和亮模式。我们的观察开辟了道路，以更深入的调查的作用，丰富的极化激元物理的相干性。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ab initio investigation of Elliott-Yafet electron-phonon mechanism in laser-induced ultrafast demagnetization
自旋翻转（SF）Eliashberg函数计算从第一性原理的铁磁镍准确地建立的Elliott-Yafet电子-声子SF散射的贡献，镍的飞秒激光驱动的退磁。这是用来计算的SF概率和退磁率的激光产生的热化以及非平衡电子分布。增加SF的概率被发现的热化电子，但感生退磁率是非常小的。对于{非平衡}电子分布，得到较大的退磁率，但其贡献太小，不能解释飞秒退磁。
2011-10-03 cond-mat.mes-hall
Indirect exciton-phonon dynamics in MoS2 revealed by ultrafast electron diffraction
本研究通过超快电子衍射和从头计算，揭示了MoS2中低能间接激子近共振激发后，K和Q声子模式对激子稳定及晶格演化的关键作用。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Resonant and phonon-assisted ultrafast coherent control of a single hBN color center
固态系统中的单光子发射器是可扩展量子技术的重要组成部分。最近，在宽禁带的范德华绝缘体hBN中发现了量子发光体。这些色心由于其在高温下的量子性能和宽范围的跃迁能而引起了人们的极大关注。在这里，我们展示了一个单一的hBN色心与超快激光脉冲的相干态操纵和调查在我们的联合实验理论研究的电子系统和声子之间的耦合。我们证明了相干控制不仅可以在光学跃迁上共振地进行，从而获得退相干，而且可以在声子辅助下进行，这揭示了内部声子量子动力学。在光学声子的情况下，我们测量它们的退相干，部分源于它们的非谐衰减。由声学声子的产生引起的失相表现为当发射行进声子波包时相干控制信号的快速减小。此外，我们证明了声子辅助过程和共振激发之间的量子叠加导致相干控制信号的超快振荡。我们的结果为在纳米尺度上实现超快声子量子态的控制铺平了道路，并为混合量子技术开辟了一个新的前景。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Revealing Ultrafast Phonon Mediated Inter-Valley Scattering through Transient Absorption and High Harmonic Spectroscopies
本研究模拟单层六方氮化硼的瞬态吸收与高次谐波信号，提出结合实时含时密度泛函理论和紧束缚模型的多轨迹 Ehrenfest 方法以表征超快电子-声子谷间散射。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ultrafast energy relaxation of quantum dot-generated 2D hot electrons
通过一系列的横向磁聚焦实验，我们证明了二维电子气系统中的超热电子在由量子点（QD）而不是量子点接触（QPC）产生时会发生超快弛豫.在这里，我们发现，QPC热电子很好地描述了非相互作用的费米气体模型的激发高达1.5 meV以上的费米能级7.44 meV，而QD热电子表现出的能量损失平方的激发。能量弛豫是测试激发的相当大的一部分，高达约55%。随着建议，热电子放松的量子点发射后立即，我们提出了一个玩具模型，其中量子点和它的引线之间的电容耦合的结果在一个有限的，超快的能量弛豫。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall
Unveiling Ultrafast Spin-Valley Dynamics and Phonon-Mediated Charge Transfer in MoSe$_{2}$/WSe$_{2}$ Heterostructures
本文利用螺旋度分辨超快瞬态吸收光谱研究MoSe$_{2}$/WSe$_{2}$异质结构，揭示声子介导的层间电荷转移及自旋-能谷极化保持机制，为二维异质结构中极化激子的超快操控奠定基础。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Phonon-Bottleneck-Governed Ultrafast Hot-Carrier Super-Diffusion in Transition Metal Dichalcogenides
Key Laboratory of Quantum Materials and Devices of Ministry of Education, School of Physics, Southeast University（东南大学物理学院教育部量子材料与器件重点实验室）；School of Electronic Science and Engineering, Southeast University（东南大学电子科学与工程学院）
本研究通过太赫兹光电子采样消除寄生延迟，发现TMDCs中热载流子超扩散受声子瓶颈控制，实现零偏压超快响应，为声子工程调控光电子动力学提供新范式。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling and non-equilibrium thermal conduction in ultrafast heating systems
本研究基于耦合电子-声子输运的玻尔兹曼输运方程，提出离散统一气体动理学格式研究超快加热系统的电子-声子耦合，该方法精度优于传统双温模型，可捕捉弹道热效应并应用于多层金属等结构的非平衡热传导分析。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Faraday Rotation Probe of Chiral Phonon-Polaritons in LiNbO3
本研究利用超快法拉第效应探测LiNbO₃中手性声子极化激元的时间反演对称性破缺运动，通过手性THz驱动场激发极化激元并结合逆法拉第效应感应磁矩，测得约11特斯拉的强感应磁场。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultrafast polariton-phonon dynamics of strongly coupled quantum dot-nanocavity systems
研究了激子-声子耦合对强耦合量子点-光子晶体腔系统动力学行为的影响，探讨了激子-声子耦合对不同非经典光产生方案的影响.通过时间分辨测量，我们绘制出失谐依赖的极化激元寿命和提取光谱的极化激元声子耦合前所未有的精度。不同脉冲长度和失谐条件下的光子封锁实验（由量子光学模拟支持）表明，实现高保真光子封锁需要对声子对系统动力学的影响有复杂的理解。最后，我们实现了强耦合系统的极化激元态的直接相干控制，并证明了它们与声子的有效耦合可以用于高保真单光子产生的新概念。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast transport and relaxation of hot plasmonic electrons in metal-dielectric heterostructures
我们分析了超快电子动力学在时域上的光激发传播的表面等离子体激元（SP）在金属-电介质异质结。开发一个动力学模型，其中包括本地和非本地的金属电子弛豫，我们确定相关的时间尺度和扩展现有的非平衡电子动力学框架的情况下，集体电子激发。在两个不同的系列的泵浦探测测量（不同的泵浦波长和入射角）得到的实验数据表明SP驱动，一个数量级的热电子产生的效率提高和四倍（高达200 fs）的非本地松弛在SP共振放缓。我们讨论了在光子学和超快自旋电子学的交叉点上的非平衡电子布居的SP使能操纵的前景。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall
Ultrafast photo-thermoelectric currents in graphene junctions in the mid-infrared
Walter Schottky Institute and Physics Department, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学瓦尔特·肖特基研究所和物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；TUM School of Natural Sciences, Department of Chemistry and Atomistic Modeling Center, Munich Data Science Institute, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学学院化学系与原子模拟中心、慕尼黑数据科学研究所）；Two-Dimensional Crystal Consortium, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学二维晶体联盟）；Department of Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系）；Department of Chemistry, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学化学系）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Department of Engineering Science and Mechanics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学工程力学系）
研究石墨烯结在远红外波段的超快光电流特性，揭示了光热电效应主导行为及载流子弛豫时间随波长变化的机制。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall
Femtosecond Thermal and Nonthermal Hot Electron Tunneling inside a Photoexcited Tunnel Junction
电子纳米器件在超快速度下的有效操作需要理解和控制飞秒光脉冲产生的电流。金属纳米结中的超快激光感应电流可以来源于光助热电子隧穿或光波诱导隧穿。这两个过程都可以在飞秒到阿秒的时间尺度上驱动扫描隧道显微镜（STM）内的局部光电流，从而实现具有原子空间分辨率的超快STM。然而，金属纳米结的飞秒激光激发也导致瞬态热化电子分布的形成，但是热化热电子在时间尺度上的隧穿比电子晶格平衡更快还没有得到很好的理解。在这里，我们研究了超快电子加热和瞬态电子隧穿内的金属光激发隧道结及其在STM超快光电流的产生中的作用。通过太赫兹场诱导的超快光电流调制的宽带太赫兹脉冲的相位分辨采样使我们能够探测STM尖端内部的电子温度演化，并实时观察由于非热和热热电子分布引起的瞬时和延迟隧穿之间的竞争。我们的研究结果揭示了光致热电子隧穿的非热特性，并提供了一个详细的微观理解的热电子动力学内的激光激发隧道结。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Quantum-path Interferometry Revealing the Generation Process of Coherent Phonons
光学双脉冲泵浦主动地在大块固体中产生电子态和声子态的量子力学叠加。本文利用一对相对相位锁定的飞秒脉冲测量了n-GaAs的瞬态反射率，并发现了特征干涉条纹。理论计算表明，这是双脉冲激发所特有的量子路径干涉的结果。我们的观察表明，在n-GaAs中，即使光子能量位于不透明区，由于表面电荷场的作用，相干声子产生的途径也是在位移势下的脉冲受激喇曼散射。
2019-05-20 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Nonequilibrium plasmon emission drives ultrafast carrier relaxation dynamics in photoexcited graphene
光激发石墨烯中载流子反转的快速衰减归因于光学声子发射和俄歇复合。等离子体激元发射提供了另一种途径，正如我们在这里所展示的，在超快时间尺度上驱动载流子弛豫动力学。在研究非平衡弛豫动力学时，我们发现等离子体激元发射有效地将反转转化为热载流子，然后通过光学声子发射提取其能量。这一机制不仅解释了所观察到的翻转的fs寿命，而且提供了原子薄的超快等离子体激元发射器的前景。
2015-09-30 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Generation of Fundamental and Multiple-order Phonon Excitations in Highly-Enriched (6,5) Single-Wall Carbon Nanotubes
使用宏观的高度富集的（6，5）单壁碳纳米管的合奏，结合高信噪比，时间相关的差分透射光谱，我们已经产生了超宽光谱范围（10-3000 cm^{-1}）的振动模式。总共有14种模式被清楚地分辨和识别，包括A，E1和E2对称性的基本模式及其涉及两个和三个声子的组合模式。通过与CW拉曼光谱的比较以及基于扩展的紧束缚模型的计算，我们能够识别所有观察到的峰，并确定单个和组合模式的频率。我们提供了（6，5）纳米管的声子频率的完整总结，可以作为一个基本的参考，以完善我们的理解纳米管声子谱以及新的理论模型的测试平台。
2013-12-14 cond-mat.mes-hall
Breaking Pauli blockade via ultrafast cooling of hot electrons in optically-pumped graphene
泡利阻塞是指受激电子填满导带附近的能级，阻碍半导体中的吸收，广泛应用于被动脉冲激光系统的锁模。在这封信中，我们报告了第一次直接观察到泡利封锁被光泵石墨烯中的热电子的超快冷却打破。与飞秒光谱，我们表明，激发电子（~100 fs）的时间尺度是相同的顺序，通过电子-电子散射，这使得电子激发强烈的相互作用与冷却的热电子的电子衰变。因此，泡利阻塞被解除，导致非常规增强的光学吸收。我们认为这种效应是二维层状材料的一个普遍特征，它为非线性物理中的超快载流子动力学提供了新的思路，并对新一代超快光电子器件的设计具有启发意义.
2018-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast hot carrier dynamics of ZrTe$_5$ from time-resolved optical reflectivity
利用超快时间分辨光学反射率研究了ZrTe $_5$的热载流子动力学。我们的研究结果揭示了声子介导的跨隙复合，与先前通过光电子能谱观察到的其温度依赖性的间隙性质一致。此外，在初始光激发后，两个不同的弛豫与扭结的功能得到了很好的解决，表明电子热化过程的复杂性。我们的研究结果表明，相关的多体效应的ZrTe $_5$的瞬态动力学起着重要的作用。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast Nano-Imaging and Optical Control of Hyperbolic Phonon Polaritons at hBN/WS$_2$ Heterojunctions
Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）；Department of Physics and Electronics, Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学工学研究科物理电子学专业）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（日本高级研究院）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所物质结构纳米构造研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子光学材料研究中心）；Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
研究通过超快红外扫描近场光学显微镜直接观测WS₂/hBN异质结构中由局部光载流子生成引起的超声极化子瞬态调制，实现了纳米级和飞秒级空间时间分辨率及精细光谱选择性，揭示了WS₂中的光载流子对hBN中超声极化子场振幅和波长的调控，并通过理论模拟验证了这些变化源于WS₂介电性质的光诱导变化。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon-induced efficient hot carrier generation in graphene on gold ultrathin film with periodic array of holes: Ultrafast pump-probe spectroscopy
使用3.1 eV泵浦和相干白光探测（1.1至2.6 eV）的超快泵浦-探测反射率，我们表明，金纳米结构上的石墨烯表现出与有序晶格孔阵列的等离子体共振的强耦合，从而通过等离子体在石墨烯中注入高密度的热载流子。所研究的系统是单层石墨烯上的金薄膜与周期性排列的孔显示异常传输。并对有孔阵列和无孔阵列的金膜进行了比较。通过选择性地探测瞬态载流子动力学的光谱区域对应于等离子体共振，我们显示了有效的等离子体诱导的热载流子产生在石墨烯。我们还表明，由于高的电磁场强度在亚微米孔的边缘，快速的衰减时间（10 - 100 fs）和短的衰减长度（1 nm）的等离子体激元，一个高度受限的密度的热载流子（非常接近孔的边缘）产生的朗道阻尼的等离子体激元内的多孔金膜。观察到由于初始非均匀分布的热载流子远离空穴边缘的扩散对瞬态衰减动力学的贡献。我们的研究结果对于未来新型热载流子器件概念的应用具有重要意义，其中具有可调能量的热载流子可以在无缝连接的不同石墨烯区域中产生。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall
Ultrafast magnetization enhancement and spin current injection in magnetic multilayers by exciting the nonmagnetic metal
本文通过超扩散自旋输运理论系统研究Au/FM多层膜中自旋注入行为，发现热电子界面反射率决定超快去磁或增强，并提出优化多层结构以增强自旋电流极化，用于超快自旋电子学器件。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall
