Multifractal wave functions of charge carriers in graphene with folded deformations, ripples or uniaxial flexural modes: analogies to the quantum Hall effect under random pseudomagnetic fields
通过在Dirac方程中引入赝电磁场，研究了石墨烯在任意单轴变形（如折叠或弯曲场）下的电子行为。因此，一般的折叠研究表明，单轴变形可以被认为是赝磁场的库仑规范规范。这允许给出费米（零）能量模式波函数的表达式。对于随机变形，与以前的工作在随机磁场下的量子霍尔效应，表明态密度具有幂律行为和零能量模式波函数是多重分形。这暗示了一种不寻常的电子速度分布。此外，它表明，一个强大的Aharonov-Bohm伪效应的产生。对于更一般的非单轴一般弯曲应变，不可能使用库仑计。这里给出的结果有助于定制石墨烯单轴变形以实现特定的波函数。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall
Attenuation of flexural phonons in free-standing crystalline two-dimensional materials
本文建立柔性二维材料面外形变动力学理论，发现动力学重整化无紫外对数发散，据此给出弯曲声子衰减标度、渐近行为及精确动力学指数，并讨论石墨烯实验意义。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall
A model for flexural phonon dispersion in graphite and graphene
提出了一个简单的石墨（和石墨烯，对应于碳平面之间的无限距离的极限情况）中的弯曲声子模型，其中局部偶极矩被假定为与碳片的曲率成比例。给出了考虑长程偶极相互作用力的色散曲线的显式表达式，并使用理论的单个可调参数拟合到实验数据。预计该参数取决于分子$π$ -轨道的基态构型，对于石墨和石墨烯两者都是相同的。在减少碳片分离（高压）的声子谱显示不稳定性，对应于石墨到金刚石的过渡。由于该模型明确地基于局域偶极距，因此可以证明该模型对于考虑电子-声子相互作用是有用的。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall
FPU physics with nanomechanical graphene resonators: intrinsic relaxation and thermalization from flexural mode coupling
非线性系统中的热化是统计力学中的一个中心概念，自Fermi，Pasta和Ulam（FPU）的开创性工作以来，已经在理论上得到了广泛的研究。使用分子动力学和连续建模的振铃设置，我们表明，由于非线性模式耦合的热化本质上限制了纳米机械石墨烯鼓的品质因数，并把它们变成FPU物理的潜在测试床。我们发现的热化率$Γ$是独立的半径和缩放为$Γ\sim T^*/ε_{\rm pre}^2$，其中$T^*$和$ε_{\rm pre}$是有效的谐振腔温度和预应变。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall
A Review on Flexural Mode of Graphene: Lattice Dynamics, Thermal Conduction, Thermal Expansion, Elasticity, and Nanomechanical Resonance
单层石墨烯是如此柔性，以至于其弯曲模式（也称为ZA模式、弯曲模式或平面外横向声学模式）对于其热和机械性质是重要的。因此，本文重点探讨石墨烯的弯曲模式与热性能和力学性能之间的关系。我们首先调查的晶格动力学性质的弯曲模式，刚性平移和旋转不变性起着至关重要的作用。在此之后，我们概述了弯曲模式在石墨烯的四种不同物理性质或现象中的贡献-其热导率，热膨胀，杨氏模量和纳米机械共振。我们解释了石墨烯优异的热导率主要是由于其在室温下的三种声学声子模式，包括弯曲模式。它的热膨胀系数在很宽的温度范围内是负的，这是由弯曲模式的特定振动形态造成的。然后，我们描述了如何可以提取石墨烯的杨氏模量从其热波动，这是占主导地位的弯曲模式。最后，我们讨论了弯曲模式对石墨烯纳米机械谐振器的影响，同时也讨论了如何提高谐振器的基本特性，包括质量灵敏度和品质因数。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffraction and near-zero transmission of flexural phonons at graphene grain boundaries
已知石墨烯晶界会影响声子输运和热导率，这表明它们可以用于设计石墨烯的声子性质。本文采用分子动力学研究了两个屈曲晶界对长波长弯曲声学声子的影响。由于其对热传输的重要性，选择了弯曲声学模式。据发现，通过边界的传输被强烈抑制的入射角接近35 $^\circ$。此外，晶界被发现作为衍射光栅的声子。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flexural phonons in supported graphene: from pinning to localization
我们确定石墨烯层上的无序衬底作为一个可能的系统，其中可以观察到声子的安德森局域化。通常，散射波的局部化观测并不简单，因为瑞利散射与波长的高功率成反比。的情况是完全不同的平面外的振动，所谓的弯曲声子，散射钉扎中心诱导的基板。在这种情况下，消失波矢的散射时间趋于有限极限。因此，人们可以预期弯曲声子的物理学表现出二维电子局域化的特征，尽管没有由电子-电子相互作用引起的复杂性。我们通过计算存在钉扎中心的弹性薄片模型中弯曲声子的安德森局域化的统计性质证实了这一观点。最后，我们讨论了弯曲声子，包括局域声子，在电子热导中的可能表现。
2018-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Energy transport via multiphonon processes in graphene
石墨烯的狄拉克色散限制了在高于布洛赫-格吕内森温度的温度下可用于电子和声学声子之间的能量传输的相空间。因此，能量输运可以由超碰撞事件主导，也涉及其他散射过程。弯曲声子的散射可以补偿热声声子散射中涉及的大动量转移，并使类似于无序的超碰撞事件成为可能。这样的多声子过程也被选择规则所允许。我表明，声学弯曲过程中的能量传输可以是相同的数量级的直接弯曲和声学声子过程，这取决于电子屏蔽和机械应变。
2013-12-13 cond-mat.mes-hall
Thermal transport of flexural phonons in a rectangular wire
本文基于 Kirchhoff-Love 方程与二次量子化框架，分析矩形弹性波导中对称和反对称弯曲声子模式的色散、能量流、温度场及热导。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall
Understanding Phonon Thermal Transport in Twisted Bilayer Graphene
本研究通过晶格动力学与玻尔兹曼输运方程，发现扭曲双层石墨烯的热导率因弯曲声子的原子间相互作用改变而显著降低，且该效应仅适用于弯曲声子占热贡献主导的材料。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent resistivity of suspended graphene
在本文中，我们研究了电子-声子对悬浮单层石墨烯电阻率的贡献。面内以及弯曲声子在不同的温度制度解决。我们重点研究了石墨烯薄膜中由于电子与弹性形变相互作用而产生的固有的电子-声子耦合。讨论了屏蔽形变势与虚拟规范场耦合之间的竞争，以及张力在悬浮薄片中的作用。在没有张力的情况下，弯曲声子占主导地位的声子贡献的电阻率在任何温度$T$与$T^{5/2}_{}$和$T^{2}_{}$的依赖性，在低温和高温下，分别。样品特定的张力抑制由于弯曲声子的贡献，产生线性的温度依赖性，由于在平面模式。我们比较我们的结果与最近的实验。
2010-08-10 cond-mat.mes-hall
Scattering of flexural acoustic phonons at grain boundaries in graphene
利用分子动力学模拟研究了长波长弯曲声子对石墨烯晶界的散射。三个对称的倾斜晶粒边界被认为是：一个与取向差角的$17.9^\circ$显示出的面外屈曲1.5 nm高和5 nm宽，一个与取向差角的$9.4^\circ$和面外屈曲0.6 nm高和1.7 nm宽，和一个与取向差角的$32.2^\circ$和没有面外屈曲。在平坦晶界处，对于1 nm以上的波长，声子透射率超过95%.屈曲边界在该波长范围内具有基本上较低的透射率，其中对于$17.9^\circ$边界的最小透射率为20%，对于$9.4^\circ$边界的最小透射率为40%。在屈曲边界，弯曲和纵向声子模式之间的耦合也被观察到。结果表明，长波长弯曲声子在石墨烯晶界的散射主要是由于面外屈曲。一个连续的散射过程的力学模型已经开发，提供了一个更深入的理解的散射过程，以及一种方法来计算长波长弯曲声子的屈曲尺寸的基础上的晶界的效果。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of flexural phonons on the hole states in single-layer black phosphorus
晶体膜中的弯曲热涨落影响载流子的能带结构，这导致在未扰动的能带边缘之外的指数态密度（DOS）尾部。我们提出了一个理论描述这种尾巴的一个特定的情况下，在单层黑磷，材料表现出极其各向异性准一维色散（$m_y/m_x\gg1$），因此，增强范霍夫奇异性的价带顶部的空穴。通过{ \it ab initio}计算确定材料参数，然后用于定量估计双声子（弯曲）过程对载流子DOS的影响。结果表明，不同于各向同性的情况下，物理是由声子与波矢量的顺序为$q^*$，其中$q^*$决定的弯曲声子的谐波和非谐波行为之间的交叉。计算了有限温度下单层黑磷中空穴的谱密度。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mermin-Wagner theorem, flexural modes, and degraded carrier mobility in 2D crystals with broken horizontal mirror ($σ_{\rm h}$) symmetry
我们表明，在理想的，独立的二维“屈曲”晶体与破水平镜（$σ_{\rm h}$）对称性和Dirac-like色散（如硅烯和锗烯）的电子迁移率显着影响散射的声学弯曲模式（ZA声子）。这是由破坏的$σ_{\rm h}$对称性和发散的长波长ZA声子数引起的，与Mermin-Wagner定理一致。非$σ_{\rm h}$对称的、“带隙”的2D晶体（例如具有四元晶体结构的半导体过渡金属二硫属化物）受破坏的$σ_{\rm h}$对称性的影响不太严重，但同样严重地受到大量声学弯曲模式的影响。我们推测，稳定结构所需的合理的长波长截止值（有限的样品尺寸，晶粒尺寸，皱纹，缺陷）或弯曲和面内声学模式之间的非谐耦合（在镜像对称晶体中有效，如独立石墨烯）可能不足以将电子迁移率提高到令人满意的值。可能需要额外的效果（例如通过衬底和/或栅极绝缘体的夹持和声子硬化）。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall
Interplay between in-plane and flexural phonons in electronic transport of two-dimensional semiconductors
平面外振动被认为是在低载流子浓度下限制悬浮二维材料的本征载流子迁移率的主要因素。面内声子模和弯曲声子模之间的非谐耦合通常被排除在考虑之外。本文提出了一种电子-声子散射理论，其中系统地考虑了声学声子之间的非谐耦合。我们的理论适用于典型的V族二维半导体：六角磷，砷，锑。我们发现，弯曲模式的作用基本上是抑制他们的耦合与平面模式。当掺杂量小于10 $^{12}$ cm $^{-2}$时，迁移率的降低不超过30%，几乎与浓度无关。我们的研究结果表明，在平面声子相比，弯曲声子是相当不重要的二维半导体的电子输运，即使在低载流子浓度。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anisotropic intrinsic spin relaxation in graphene due to flexural distortions
我们提出了一个内在的自旋散射机制起源于原子的自旋轨道相互作用的相互作用和局部曲率诱导的原子晶格的弯曲变形的石墨烯。从考虑非微扰自旋轨道耦合的多轨道紧束缚哈密顿量出发，导出了Dirac电子弯曲畸变自旋散射的有效哈密顿量.我们计算的自旋寿命由于弯曲声子和波纹，我们发现在微秒范围内的值在室温下。有趣的是，这种机制在两个方面是各向异性的。首先，弛豫速率对于离面和面内自旋量子化轴是不同的。第二，自旋弛豫速率取决于晶体动量与碳-碳键形成的角度。此外，自旋寿命也是谷依赖的。所提出的机制设置了一个上限的自旋寿命在石墨烯和相关的高品质的样品时，可以制造的外部来源的自旋弛豫。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flexural Cavity Mechanics in Electrostatically Driven 1D Phononic Crystal
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
研究通过电静力学驱动实现一维声子晶体的声波传输，展示出双端调谐叉共振器中退化弯曲模式的高品质因子，为低损耗声子器件应用提供新途径。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Interaction of Flexural Phonons with Electrons in Graphene: A Generalized Dirac Equation in Corrugated Surfaces
为了描述载流子在波纹状石墨烯中的运动，导出了广义狄拉克方程，由于弯曲声子的存在，这是温度高于10°K的情况。这种相互作用是通过考虑诱导度规来考虑的，其精神与广义相对论描述费米子粒子在弯曲时空中运动的方法相同。由此产生的方程允许以自然的方式包括其他声子分支以及外部电磁场的存在。它还预测了非线性效应，这是不存在于通常的矢量势近似中使用的大多数出版物的主题，以及使用纯正弦应变场控制电子电导率的可能性。非线性项在高温下是重要的，并且还可以导致有趣的效应，例如弯曲声子和外部电磁场之间的共振。
2011-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Electron-induced rippling in graphene
我们表明，弯曲声子之间的相互作用，当通过电子-空穴激发的交换进行校正时，可能会使石墨烯片非常接近量子临界点，其特征在于膜的弯曲刚度受到强烈抑制。由于自发对称性破缺，涟漪随之产生，遵循的机制类似于相对论场论中希格斯场凝聚的机制。在膜张力的存在下，波纹冷凝可以被加强或抑制取决于张力的符号，以下的零温度屈曲过渡，其中的序参量基本上是由弯曲声子场的梯度的平方给出。
2010-09-07 cond-mat.mes-hall
Optical generation and detection of local non-equilibrium phonons in suspended graphene
悬浮石墨烯的不同的一阶和二阶拉曼峰的测量的频率和强度被用于示出光学声子和不同的声学声子偏振被驱动出亚微米激光光斑内的局部平衡。实验结果与基于第一性原理的多温度模型相关联，表明弯曲声子的等效局部温度比其他声子极化的等效局部温度低得多。这一发现揭示了弯曲模与热电子和光学声子之间的弱耦合。由于石墨烯的固有热导率在很大程度上归因于弯曲声子的贡献，因此观察到的局部非平衡现象对于理解石墨烯基电子和光电子器件中的能量耗散过程以及石墨烯和其他二维材料中热输运的拉曼测量具有重要意义。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Intrinsic Crumpling on the Mechanics of Free-Standing Graphene
由于动态弯曲声子和静态弯曲，自支撑石墨烯固有地在平面外方向上起皱。我们探讨了这种褶皱的石墨烯的有效力学常数的后果。我们开发了一种灵敏的实验方法来探测石墨烯膜在低温至室温下在低应力下的拉伸。我们发现，石墨烯的面内刚度在室温下在20和100 N/m之间，远小于340 N/m（对于平坦石墨烯的预期值）。此外，虽然当器件冷却至10 K时，面内刚度仅适度增加，但当石墨烯膜的纵横比增加时，其接近300 N/m。这些结果表明，石墨烯在低于400 K的温度下的软化是由静态弯曲引起的，只有一个小的贡献，由于弯曲声子。总之，这些结果解释了石墨烯器件的机械常数的巨大变化，并为控制其机械性能铺平了道路。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall
Mechanical cat states in graphene resonators
我们研究了具有简并弯曲模的对称纳米机械石墨烯谐振器的量子动力学。在两个背栅上施加电压脉冲，可以有选择地激励和操纵膜的弯曲振动。对于石墨烯，非线性响应对于与零点波动的幅度相当的幅度已经变得重要。我们表明，使用分析和数值方法，这允许创建猫一样的叠加相干态以及叠加相干猫一样的非产品状态。
2011-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ballistic thermophoresis of adsorbates on free-standing graphene
作用于流体中的物体的教科书热泳力与局部温度梯度成比例。这同样适用于物理吸附在固体表面上的扩散团簇或分子的宏观漂移行为。我们在这里探索的问题是，这在2D膜上是否仍然有效，例如短片长度的石墨烯。通过一个非平衡分子动力学研究的测试系统-一个金纳米团簇吸附在独立的石墨烯夹在两个温度之间$ΔT$分开-我们发现一个泳力的亚微米片长度是平行的，但基本上独立的，当地的梯度大小。这确定了一个热泳制度，是弹道，而不是扩散，持续高达和超过一百纳米片的长度。分析表明，泳力是由于弯曲声子，其流动是已知的弹道和距离无关的相对较长的平均自由路径。然而，普通的谐波声子应该只携带晶体动量，当撞击在集群上时，不应该能够留下真正的动量。我们表明，石墨烯，和其他膜状单层，支持特定的非谐连接之间的弯曲声子和纵向声子的快速逃逸留下了一个2D投影的质量密度增加赋予弯曲声子，因为他们移动与他们的群速度，与真正的动量，其中一部分是通过散射传输到吸附物。由此产生的与距离无关的弹道热泳力并非不可能具有实际应用。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
Dissipative acousto-mechanical parametric interface between high-overtone acoustics and flexural phonons
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Aalto University（阿尔托大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文通过辐射压力型参量相互作用，在GHz高泛音体声波谐振器与低频弯曲模式之间实现耗散声-机械耦合，展示了可调谐Kerr非线性和频率梳，并实现了20倍于色散耦合的耗散耦合强度。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Phonon Angular Momentum Pumping in Curved Membranes
Araya Inc.（Araya公司）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究了平坦晶体膜中声子霍尔粘度相关问题，发现静态曲率可打开霍尔活性弯曲通道，通过无迹曲率与平均曲率作用产生面内声子角动量，还可据此估计扭矩，为探测原子级薄晶体中声子霍尔粘度提供了方法。
2026-11-10 cond-mat.mes-hall hep-th
Phonons of graphene and graphitic materials derived from the empirical potential LCBOPII
我们根据LCBOPII经验键级势给出了石墨和石墨烯的原子间力常数和声子色散。我们发现一个很好的协议与实验结果，特别是在比较其他键级电位。根据弯曲模式，我们确定石墨烯在零温度下的弯曲刚度为0.69 eV。我们讨论了这个常数随温度的大幅增加，并认为从实验值推导力常数应考虑到这一特点。我们还研究了其他石墨系统，包括多层石墨烯，我们表明，分裂的弯曲模式可以提供一个工具的表征。
2010-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation in corrugated graphene
在石墨烯中，由衬底施加的平面外（弯曲）振动和静态波纹使电子自旋松弛，本质上受到镜像对称性的保护。我们计算了弛豫时间在不同的情况下，占所有可能的自旋-声子耦合所允许的六角形对称的晶格。弯曲声子的散射对自旋寿命施加了极限约束，在室温下大约为数百纳秒。这种估计和作为载流子浓度的函数的行为基本上被张力的存在或与衬底的钉扎所改变。静态波纹也影响自旋输运的扩散制度，占主导地位的运动收窄。我们发现，D 'yakonov-Perel'机制饱和时，平均自由程是可比的高度配置文件的相关长度。在这种情况下，自旋弛豫时间完全由波纹的几何形状决定。典型波纹的简单模型导致几十微秒量级的寿命。
2017-02-21 cond-mat.mes-hall
Sympathetic laser-cooling of graphene with Casimir-Polder forces
我们提出了一个方案，通过真空力主动冷却的基本弯曲（平面外）模式的石墨烯片。我们的设置包括在一个冷原子云放置在靠近石墨烯片在几微米的距离。原子通过Casimir-Polder力耦合到石墨烯膜。通过推导出一组自洽的方程，控制原子气体的动力学和石墨烯的弯曲模式，我们表明可以通过主动（激光）冷却原子气体从室温冷却石墨烯。通过选择正确的实验参数，我们能够将石墨烯片冷却到约60微开尔文。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Sideband ground-state cooling of graphene with Rydberg atoms via vacuum forces
我们提出了一个计划，导致基态冷却的基本面外（弯曲）模式的悬浮石墨烯片。我们的提议利用了受驱动的里德伯原子和石墨烯谐振器之间的耦合，这是由真空力实现的。由于里德伯态的原子极化率很大，卡西米尔-波尔德力比原子在基态中所能达到的相应力大几个数量级。通过玩弄原子和石墨烯膜之间的距离，我们表明，解决边带冷却是可能的，使基本弯曲模式的占用数下降到其量子极限。我们的发现有望激发石墨烯在极低温度下的物理应用。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of dimensional crossover on phonon transport in van der Waals materials: a case study of graphite and graphene
使用第一性原理建模，我们研究了当从3D到2D或反之亦然时，通过逐渐拉开石墨中的原子层以形成石墨烯，声子输运如何在分层/范德华材料中演变。重点放在确定影响导热性的功能，可能与其他分层材料共享。石墨的热导率$κ$被发现低于石墨烯的热导率，这主要是由于范德华耦合驱动的声子色散的变化。具体地，随着原子层更靠近在一起，石墨烯中的声学弯曲声子在石墨中形成低能量光学弯曲声子，其具有较低的面内速度、态密度和声子占据，从而减少$κ$。当从2D转换到3D时，可以预期在其他范德华材料中会出现类似的色散变化和对热导率的影响。我们的研究结果还表明，在石墨烯中的选择规则，减少声子-声子散射，并有助于其大的$κ$，有效地举行作为原子层聚集在一起，形成石墨。虽然选择规则并不严格适用于石墨，但在实践中，部分由于弱层间耦合，显示出类似的散射行为。这表明，体3D形式的范德华材料可能具有比其他非层状体材料更低的声子-声子散射率。
2020-07-01 cond-mat.mes-hall
Conductivity of suspended graphene at the Dirac point
我们研究了干净的悬浮石墨烯在狄拉克点的输运性质。在没有电子-电子相互作用的情况下，对电阻率的主要贡献来自与弯曲（面外变形）声子的相互作用。我们发现，声子限制的电导率与温度的比例为$T^{-η}, $，其中$η$是临界指数（等于$\approx 0.7$根据数值研究）描述的弯曲声子关联函数的重整化由于与面内声子的非谐耦合。电子-电子相互作用诱导了一种额外的散射机制，并通过屏蔽形变势而影响电子-声子散射。我们表明，这两种相互作用的组合效应的结果在电导率，可以表示为两个温度依赖的无量纲常数，$G[T]$和$G_e[T]$，其特征的电子-声子和电子-电子相互作用的强度，分别作为一个无量纲函数。我们还讨论了远离狄拉克点的电导率的行为以及杂质势的作用，并将我们的预测与现有的实验数据进行比较。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity decomposition in two-dimensional materials: Application to graphene
二维材料具有不寻常的声子结构，由于存在弯曲（面外）模式。虽然分子动力学模拟已被广泛用于研究热输运在这样的材料，传统的形式主义处理声子动力学各向同性。在这里，我们将原子模拟中的微观热流分解为面内和面外分量，分别对应于面内和面外声子动力学。这种分解允许直接计算二维材料中相应的热导率分量。我们应用这种分解来研究悬浮石墨烯中的热传输，使用平衡和非平衡分子动力学模拟。我们表明，弯曲组件是负责约三分之二的总热导率在未应变的石墨烯，和声学弯曲组件是负责的对数发散的电导率时，施加足够大的拉伸应变。
2017-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Rippling transition from electron-induced condensation of curvature field in graphene
采用量子场论方法研究了金属薄膜（如石墨烯）中弯曲声子的动力学行为，探讨了电子激发与弹性形变之间的强相互作用对弯曲声子动力学行为的影响.依靠自洽屏蔽近似的声子自能，我们表明，该理论具有一个临界点，其特征在于在低动量的膜的有效弯曲刚度的消失。我们还检查弯曲声子的扇区中的不稳定性发生，而不发生面内静态畸变的发展，这是避免由于在大动量的面内声子的电子-声子耦合的显着减少。此外，我们分析了多体理论的标度性质，以确定在过渡点打开的序参量。我们发现，有效弯曲刚度的消失和发病的非零平均曲率的期望值的临界行为的并发表现。这里提出的结果意味着，即使在没有张力的情况下，该理论也有一个临界点，在该临界点处，平坦的几何形状成为金属膜的不稳定配置，平均曲率场的冷凝可以很好地再现在独立石墨烯中观察到的波纹的平滑分布。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall
Phonons and electron-phonon coupling in graphene-h-BN heterostructures
石墨烯-BN异质结构的声子的第一原理计算，并与组分的声子进行比较。我们表明，AA和AB'堆叠不仅在能量上不如AB有利，而且动态不稳定。我们已经确定了低能量平坦的声子分支BN字符与平面外位移，并评估其耦合到石墨烯中的电子。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall
Selective self-excitation of higher vibrational modes of graphene nano-ribbons and carbon nanotubes through magnetomotive instability
我们从理论上证明了石墨烯纳米带和碳纳米管的高模弯曲振动的选择性自激发的磁动不稳定性的手段的可行性。除机械谐振器外，该器件仅由恒压源、电感、电容、栅电极和恒定磁场组成。对石墨烯和碳纳米管进行了数值模拟，显示出总体相似的行为，但主要由于非线性机械弯曲力而产生一些差异。两种材料的优点和缺点进行了讨论。
2011-12-05 cond-mat.mes-hall
Bending rigidity, sound propagation and ripples in flat graphene
针对二维材料力学性能的理论与实验矛盾，该研究通过非微扰非简谐计算证明旋转对称性保护石墨烯弯曲二次色散，弯曲刚度不发散，声传播可与二次色散共存，波纹涨落无此前假设的非简谐抑制，结论适用于所有二维材料。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall
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
Thermal ripples in bilayer graphene
我们研究了一个独立的双层石墨烯受到消失的外部张力的热涨落。在唯象理论中，该系统被描述为两个连续结晶膜的堆叠，其特征在于有限的弹性模量和非零的弯曲刚度。在弹性理论的指导下，建立了一个描述层间相互作用的非线性旋转不变模型。在忽略面内声子非线性和层间剪切和压缩模的非谐相互作用后，建立了一个有效的双层软弯曲涨落理论。由此产生的模型，忽略各向异性的相互作用，具有相同的形式的一个众所周知的有效理论的平面外波动的单层膜，但具有强烈的波矢量依赖裸弯曲刚度。针对AB堆叠双层石墨烯，通过第一性原理计算推导了理论中控制层间相互作用的参数。相互作用的弯曲起伏的统计力学性质，然后计算的数值迭代解的场论积分方程内的自洽屏蔽近似（SCSA）。在所考虑的模型中的裸弯曲刚度表现出由平面内弹性应力控制的长波长区域和由单层曲率刚度控制的短波长区域之间的交叉。弯曲波动之间的相互作用驱动谐波和强耦合制度之间的进一步交叉，其特征在于异常标度不变性。在不同的温度下，这两个交叉行为之间的重叠和相互作用进行了分析。
2020-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
Role of acoustic phonons in frequency dependent thermal conductivity of graphene
我们研究了电子-声子相互作用对二维石墨烯有限频率依赖的电子热导率的影响。我们计算它的各种声学声子存在于石墨烯，其特征在于不同的色散关系，使用记忆函数的方法。发现在零频极限下，纵/横声子和弯曲声子的热导率$κ(T)$服从不同的幂律。对于纵/横声子，$κ(T) \sim T^{-1}$在低温下饱和，在高温下饱和。这些签名定性地同意由玻尔兹曼方程预测的结果。同样，对于弯曲声子，我们发现$κ(T)$在低温下表现出$T^{1/2}$定律，然后在高温下饱和。在有限频率范围内，我们观察到热导率的实部$\text{Re}[κ(ω,T)]$在低频下遵循$ω^{-2}$行为，在高频下变得与频率无关。
2016-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Phonon-phonon interactions and phonon damping in carbon nanotubes
在连续介质弹性理论的框架下，我们建立并研究了碳纳米管中长波长声学声子相互作用的有效低能量子理论。给出了三声子和四声子过程的一般解析推导，并根据少量弹性系数确定了相关的耦合常数。由于低维和抛物色散，非相互作用弯曲声子的有限温度密度发散，和一个非微扰的方法来处理它们的相互作用是必要的。在一个平均场的描述，我们发现，一个动态的差距打开。在实践中，该间隙被热涂抹，但仍然具有重要的后果。利用我们的理论，我们计算了由于声子-声子和电子-声子相互作用的声学声子的衰减率，这意味着它们的品质因数的上限。
2009-05-14 cond-mat.mes-hall
$σ_h$ symmetry and electron-phonon interaction in two-dimensional crystalline systems
电子和声子的耦合由晶体结构的对称性决定。特别地，对于二维（2D）系统，已经提出，只要存在$σ_h$对称性，电子就不会以纯粹的面外失真耦合到声子。我们表明，这种说法是正确的，当成分的单细胞层仅位于$σ_h$对称平面，这样一个系统的一个突出的例子是石墨烯。对于其中原子垂直地位于远离水平对称平面的那些2D晶体（例如，1H过渡金属二硫属化物），声学弯曲模式不耦合到电子直到线性级，而保持$σ_h$对称性的光学弯曲声子确实与电子耦合。我们的结论是支持的分析参数与使用密度泛函微扰理论的数值计算。
2022-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
