New Aspects of Photocurrent Generation at Graphene pn Junctions Revealed by Ultrafast Optical Measurements
石墨烯独特的电学和光学性质使其成为光电应用的一个有前途的候选者。一个重要但尚未探索的方面是光激发的热载流子在石墨烯界面处的电荷和能量传输中的作用。在这里,我们进行时间分辨(~250 fs)扫描光电流显微镜上的可调石墨烯PN结。超快泵浦-探测测量产生的光电流响应时间从室温下的~ 1.5ps增加到20 K下的~ 4ps。结合光电流幅度对环境温度的可忽略的依赖性,这意味着热载流子而不是声子在高频下主导能量传输。依赖于门的泵浦探测测量表明,热电和内置电场效应有助于激光脉冲激发的光电流。每个贡献的相对权重取决于结配置。单个激光束激发也显示作为载流子密度的函数的多个极性反转,这是碰撞电离的特征。我们的研究结果增强了对石墨烯中非平衡电子动力学、电子-电子相互作用和电子-声子相互作用的理解。他们还确定了潜在的基于石墨烯的光子检测,传感和通信的超快设备操作速度(~500 GHz)的基本限制。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Phonon drag in ballistic quantum wires
计算了一维纳米线中由附近纳米线中的载流弹道通道产生的声子在弹道输运机制中对产生的拖曳电流的声子介导的拖曳贡献。声子介导的拖曳电流相对于偏压或栅极电压的阈值进行了预测。
2001-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-mediated anharmonicity and its role in the Raman spectrum of graphene
本研究通过综合考虑一阶电声耦合、电子介导的声子-声子耦合及晶格非谐性,成功解释了石墨烯G模式频率与线宽的温度依赖性,为研究电声耦合与非谐性并存的材料声子动力学提供了普适方法。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon mediated tunneling into graphene
最近的扫描隧道光谱实验[V.W. Brar et.例如,应用物理信函91,122102(2007),Y. Zhang et.例如,arXiv:0802.4315(2008)]报道了在费米能级附近约$\pm 60$ meV的意外间隙。在这里,我们给出了一个理论研究解释实验观察到的光谱,并确认声子介导的隧道作为间隙的原因:我们研究的实空间特性的波函数的隧道过程中所涉及的从头算理论,并提出了一个模型的电子-声子相互作用,耦合的石墨烯的狄拉克电子与准自由电子态的布里渊区中心。计算了与这种电子-声子相互作用相关的自能,并讨论了其对石墨烯隧穿的影响。特别是,我们的模型和实验[V.W. Brar et.例如,应用物理信函91,122102(2007),Y. Zhang et.例如,arXiv:0802.4315(2008)] dI/dU谱。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-Mediated Attractive Interactions between Excitons in Lead-Halide-Perovskites
了解铅卤钙钛矿(LHP)中电子-声子耦合的起源是解释和利用其光学和电子性质的关键。在这里,我们进行飞秒分辨,光泵,电子衍射探针测量,以量化的晶格重组发生在LHP纳米晶体的光激发的结果。发现光激发驱动铅卤化物八面体的倾斜和扭曲的晶格中,变形势耦合到低能量光学声子的结果减少。我们的研究结果表明FAPbBr 3中的耦合特别强,CsPbBr 3中的耦合弱得多,突出了LHP中控制电子-声子耦合的主导机制的差异。我们将FAPbBr 3中增强的耦合归因于其无序的晶体结构,其持续到低温。我们发现重组诱导的每个激子在一个多激子状态建设性地干扰,产生的耦合强度的规模与激子数的平方。这种超线性标度诱导声子介导的吸引力之间的相互作用激发LHP。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deep-ultraviolet electroluminescence and photocurrent generation in graphene/hBN/graphene heterostructures
六方氮化硼(hBN)是一种具有约5.96 eV宽带隙的范德华半导体。尽管hBN具有间接带隙特性,但由高能电子或光子激发的载流子通过强电子-声子相互作用在深紫外(DUV)频率下有效地发射发光,这表明潜在的DUV发光器件应用。然而,迄今为止,来自hBN的电致发光尚未在DUV频率下得到证实。在这项研究中,我们报告了室温下石墨烯/hBN/石墨烯异质结构的DUV电致发光和光电流产生。从石墨烯电极到hBN的带边缘中的隧穿载流子注入使得能够在DUV频率下实现突出的电致发光。另一方面,在DUV激光照射和外部偏置电压下,石墨烯电极有效地收集hBN中的光激发载流子,这产生高光电流。激光激发显微光谱表明,异质结构中的辐射复合和光生载流子激发过程主要源于hBN的原始结构和层错。我们的工作为基于hBN的高效深紫外光发射和检测器件提供了一条途径。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in Bernal bilayer graphene
我们提出了一个系统的声学声子介导的超导理论,其中包括库仑排斥,解释最近的实验在Bernal双层石墨烯下的大位移场。声-声子机制预测,$s$ -波自旋单重态和$f$ -波自旋三重态配对是简并的和占主导地位的。假设自旋极化的谷非极化的正常状态,我们获得了$f$波自旋三重态超导性与$T_c\sim 20$ mK接近$n_e=-0.6\times 10^{12}$ cm $^{-2}$空穴掺杂,与实验近似一致。我们进一步预测,在电子掺杂和空穴掺杂制度的大掺杂的超导电性的存在。我们的研究结果表明,观察到的自旋三重态超导Bernal双层石墨烯来自声学声子。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of single phonon-mediated quantum transport in a silicon single-electron CMOS transistor by RMS noise analysis
我们探讨声子介导的量子输运通过商业CMOS晶体管的电子噪声特性。由于沟道中的单个杂质原子,该器件表现为单电子晶体管。一个低噪声低温CMOS跨导放大器被利用来执行低频率噪声特性的单电子,单施主和单声子制度的同时,否则通过标准的稳定性图不可见。单电子隧穿以及声子介导的功能出现在均方根噪声测量。声子是通过杂质原子的产生-复合现象以高频发射的。声子衰减与低频下的洛伦兹$1/f^2$噪声相关。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall
Frictional magnetodrag between spatially separated two dimensional electron gases mediated by virtual phonon exchange
我们研究了在考虑和不考虑屏蔽效应的情况下,由于虚声子交换引起的空间分离的二维电子系统之间的磁阻力。计算了拖曳率随磁场、温度和层间距的变化。
2003-08-05 cond-mat.mes-hall
Theory of phonon-mediated relaxation in doped quantum dot molecules
用非微扰量子动力学理论研究了单电子掺杂的量子点分子在对角和非对角载流子-声子耦合作用下的动力学行为。考虑了变形势和压电耦合作用下声子与声子的相互作用。我们表明,声子介导的弛豫是快的皮秒时间尺度上,通常被忽视的非对角耦合的晶格自由度,导致声子辅助电子隧穿占主导地位。我们表明,在当前的电气和光学实验的参数制度,微观非马尔可夫理论必须采用。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in moiréless graphene multilayers
我们研究了声学声子介导的超导性与无莫尔条纹石墨烯多层膜中的长程库仑相互作用之间的竞争,具体地说,Bernal双层石墨烯,菱形三层石墨烯和ABCA堆叠的四层石墨烯。在这些石墨烯多层膜中,声学声子可以通过电子-声子耦合实现自旋-单线态和自旋-三线态配对,并且亚晶格内配对($s$ -波自旋-单线态和$f$ -波自旋-三线态)是主要通道。我们的理论自然地解释了最近在Bernal双层石墨烯和菱面体三层石墨烯中的不同实验结果,并且我们进一步预测了ABCA四层石墨烯中存在由电子-声子相互作用引起的超导电性。特别是,我们证明了声学声子介导的超导电性占上风,在菱面体三层石墨烯和ABCA四层石墨烯的掺杂范围很广,而超导电性只存在于一个狭窄的范围内掺杂附近的Van Hove奇点Bernal双层石墨烯。我们的理论的主要特点是列入现实的能带结构与适当的范霍夫奇异性和库仑排斥效应(所谓的“$μ^*$效应”)反对声子诱导的超导配对。我们还讨论了谷间散射如何抑制自旋极化超导。我们的工作提供了详细的预测的基础上电声声子相互作用诱导的石墨烯超导性,这应该在未来的实验中进行研究。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phonon-mediated spin dynamics in a two-electron double quantum dot under a phonon temperature gradient
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo(东京大学工业科学研究所);Center for Emergent Materials Science (CEMS), RIKEN(理化学研究所新兴材料科学中心);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC), RIKEN(理化学研究所量子计算中心);Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba(筑波大学自然系统工学研究科)
研究了在双量子点中,受声子温度梯度影响的声子介导自旋翻转过程,通过电子-声子相互作用和自旋轨道相互作用,量化计算了自旋翻转率和自旋态占据概率,与之前的实验结果一致,为理解自旋相关的热力学物理提供了理论基础。
2023-03-10 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated drag at $ν=1/2$: A test of the Chern-Simons composite fermion theory
本文报道了在Chern-Simons复合费米子理论所预言的朗道能级填充因子$ν=1/2$下,二维电子层间声子介导的摩擦阻力的研究。宽间隔层之间的摩擦阻力主要由声子介导的相互作用,并且由于大的复合费米子有效质量而从其零场形式改变,并且不太强烈,由磁局部场效应。我们发现,约化阻力$ρ(T)/T^2$的峰值在一个更大的温度,并有一个不同的密度依赖性比在零场。我们将这些结果与最近的实验结果进行了比较。
2000-03-05 cond-mat.mes-hall
Gap modification of atomically thin boron nitride by phonon mediated interactions
提出了一种理论,用于修改原子级薄氮化硼(BN)的带隙的吸引相互作用介导的声子在一个可极化的基板,或在BN平面。解决的间隙方程,和间隙的增强被发现的范围高达70%的无量纲的电子-声子耦合λ=1,这表明所测量的BN带隙的比例可能有一个声子的起源。
2012-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon Mediated Off-Resonant Quantum Dot-Cavity Coupling
提出了一个在量子点共振激发下,量子点与腔体之间声子介导的非共振耦合的理论模型。结果表明,这种耦合是由量子点中的电子-声子相互作用引起的,并被腔增强。我们用我们的理论模型分析了最近观测到的量子点共振光谱数据。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat transfer across a vacuum gap induced by piezoelectrically mediated acoustic phonon tunneling
与声学声子只能在物质介质中传播的常见概念相矛盾的是,它们实际上可以在压电的帮助下穿过真空间隙,传输比黑体辐射更强的热通量。在这里,我们提出了一个理论公式,这种压电介导的热传递的热通量,适用于任何各向异性压电晶体与任意取向。几个数值计算结果表明,并与其他近距离机制,包括近场辐射传热和其他声学声子隧穿机制驱动的传热。我们发现,压电介导的热传递具有显着的效果时,真空间隙的尺寸小于声子的特征热波长,其热通量可以支配所有其他已知的热传递机制在温度低于50 K的压电固体之间的热传递。
2023-03-09 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory of Light-Induced Coherent Phonons Mediated by Quantum Geometry
本文提出基于费曼图的量子力学框架,揭示光致相干声子的量子几何起源,并展示其在铁电材料中调控极化的应用潜力。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast magneto-photocurrents as probe of anisotropy relaxation in GaAs
我们利用飞秒光激发在暴露于磁场中的GaAs晶体中诱导出超快光电流。磁光电流的时间分辨检测同时发射的太赫兹辐射进行了研究。我们发现,它们的动力学与其他光电流的动力学有很大的不同,这些光电流预计将遵循光强的时间形状。我们将这种差异归因于载流子各向异性弛豫对磁光电流的影响。我们的测量结果表明,在两个不同的时间尺度上发生的各向异性弛豫$10^{16}$ cm $^{-3}$和$5 \times 10^{17}$ cm $^{-3}$之间的载流子密度。慢时间常数约为100 fs,很可能受电子-声子散射的影响,而快时间常数约为10 fs,可能与价带有关。我们的研究不仅有助于更好地理解光感应电流的微观起源,但-更重要的是-表明磁光电流可以作为新的探头的各向异性弛豫GaAs。该技术适用于所有非中心对称的体半导体。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exchange and correlation effects on drag in low density electron bilayers: Coulomb and virtual-optical-phonon-mediated electron-electron interaction
研究了低密度电子双层膜中的交换和关联效应。除了直接库仑相互作用外,还考虑了由虚极性光学(PO)声子交换引起的有效电子-电子相互作用。我们发现,引入xc校正的结果在一个显着的增强的跨阻性和质的变化,其温度依赖性。虚PO声子贡献的行为类似于库仑阻力,并显着减少总阻力,从而导致与最近的实验结果更好的协议。
2005-07-31 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated decoherence in triple quantum dot interferometers
我们研究了三重量子点的退相干,其中一个量子点耦合到一个阻尼声子模,而另外两个量子点分别连接到源极和漏极。在不存在退相干的情况下,单电子输运可能会被落入与漏极解耦的叠加态的电子阻挡,该叠加态被称为暗态。声子介导的退相干影响这种叠加,并导致有限的电流。我们研究了电流及其散粒噪声数值内的电子和耗散声子模式的主方程方法。一个极化子变换使我们能够获得一个简化的方程,只有点电子提供的分析结果与数值一致。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated coupling between quantum dots through an off-resonant microcavity
我们目前的实验结果显示声子介导的耦合两个量子点嵌入在一个光子晶体微腔。只有一个点在光谱上接近腔,我们观察到泵浦光通过$\sim1.2$太赫兹声子的频率上转换和下转换。我们证明了这一过程的弱和强制度的点腔耦合,并提供了一个简单的理论模型来解释我们的观察。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon mediated drag in double layer two dimensional electron systems
报道了在双层二维电子气系统中研究声子介导阻力的实验结果。详细测量的温度,层间距,密度比,和匹配密度的阻力的依赖关系进行了讨论。并与理论结果作了比较[M. C. Bonsager等人,Phys.Rev.B57,7085(1998)],其提出了新的耦合电子-声子集体模式的存在。层间距和密度的依赖性在匹配的密度与层间距低于2600 A的样品不支持这种模式的存在,表现出预期的独立的电子和声子系统的行为。然而,阻力的大小表明了另一种极限,即电子和声子强耦合的极限。对于更大的层间距,结果显示出与任一极限的预期行为的显著差异。
1999-04-13 cond-mat.mes-hall
Phonon mediated interlayer conductance in twisted graphene bilayers
石墨烯层之间的传导被抑制的动量守恒每当层堆叠有一个旋转。在这里,我们表明,声子散射起着至关重要的作用,促进层间导电。由此产生的对方向的依赖性与先前预期的完全不同,并且更有利于设备应用。在低温下,由于声子瓶颈,我们预测会出现类似二极管的电流-电压特性。简单的标度关系给出了一个很好的描述的电导作为温度,掺杂,旋转角,和偏置电压的函数,反映了层间拍声子模式的主导作用。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall
Spin-spin interaction mediated by chiral phonons
本文通过二阶微扰理论研究二维绝缘体中手性声子介导的磁性杂质间交换相互作用,发现该作用源于声子角动量,且始终为正,随杂质距离呈幂律衰减并在高温下与系统温度成正比。
2024-07-11 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
Spin Bath Decoherence Mediated by Phonons
我们引入了一个精确可解的模型来研究中心自旋与自旋浴相互作用的退相干,其中耦合是由声子介导的,我们假设声子处于相干态或热分布。对于相干态,我们发现退相干因子以高斯方式衰减,并且在短时间内变得与声子频率无关。如果声子能量远大于自旋-声子耦合或浴自旋完全极化,退相干时间变得与初始声子态无关。对于热态情况,随着温度的升高,声子在退相干中起着更重要的作用。我们还讨论了温度对自旋浴退相干贡献的可能影响。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical phonon induced frictional drag in coupled two-dimensional electron gases
本文研究了光学声子在两个相邻但电隔离的二维电子气间摩擦阻力中的作用。由于III-V族材料中的光学声子与电子的耦合比声学声子大得多(声学声子是低T和大分离时的主要阻力机制),因此可以预期光学声子将在高温下产生很大的影响。光学声子和声学声子介导的阻力之间的两个关键区别是:(1)光学声子介导的层间相互作用是短程的,这是由于它们在布里渊区中心处的群速度可以忽略不计;以及(2)光学声子介导的散射的典型动量传递相对较大。这些考虑使得光学声子介导的拖曳在单子带GaAs系统中难以看到,但是可以在具有较低有效质量和较低光学声子能量的材料(例如InSb)中的双子带GaAs系统或单子带量子阱中看到效果。
1997-07-30 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated dimensional crossover in bilayer CrI3
在双层CrI 3中,实验和理论研究表明,磁序与层堆叠结构密切相关。在这项工作中,我们研究了动态晶格畸变的影响,诱导的非线性声子耦合,在双层系统的磁序。我们用密度泛函理论来确定声子性质,用群论来得到声子-声子相互作用。我们发现,双层结构具有低频拉曼模式,可以被非线性激活后,一个合适的红外声子模式的相干光激发。这种瞬态晶格修改,反过来,反转的符号的层间自旋相互作用的参数在实验中,表明一个低频率的光诱导的反铁磁铁磁过渡。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated non-equilibrium interaction between nanoscale devices
用声子谱方法研究了二维电子系统(2DES)中界面声子在平面内传播引起的介观器件间的相互作用。在我们的实验中,从偏置量子点接触注入的弹道电子发射声子,其中一部分被附近简并2DES中的激发电子重吸收。我们执行这些激发的电子采用可调的静电势垒在电分离和无偏检测器电路的能量谱。转移的能量被发现是有界的最大值对应于费米能级电子激发和背散射吸收界面声子。我们的结果表明,声子介导的相互作用对固态量子线路的退相干起着重要的作用。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Polariton transport in 2D semiconductors: Phonon-mediated transitions between ballistic, superdiffusive and exciton-limited regimes
Philipps-Universität Marburg(马尔堡菲利普斯大学)
本文通过考虑声子介导的谷间激子库耦合,研究了二维半导体中极化子的时空动力学,揭示了弹道、超扩散和激子限制扩散三种输运机制。
2025-07-05 cond-mat.mes-hall
Theory of Superconductivity Mediated by Topological Phonons
拓扑声子绝缘体是声子系统中三维量子自旋霍尔绝缘体的对应物,因此,它们的拓扑表面的特征在于狄拉克锥形无隙边缘状态,这是由于体边界对应而产生的。我们提出了一个理论框架,在这些材料中可能的超导相,电子之间的相互作用是由拓扑声子介导的非平凡的边界模式。在BCS极限下,我们建立了一个自洽的双带隙方程,其解表明超导临界温度在类Kramers点处具有关于声子频率的非单调行为.当拓扑表面上的电子和声子具有相同的能量时,共振会产生这种显著的行为:这有效地增加了电子-声子相互作用,从而增加了库珀对结合能,从而建立了超导相的最佳条件。在这种机制下,$T_{c}$可以增加超过2倍,最大增强发生在简并声子平带极限。
2022-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phonon-mediated damping of mechanical vibrations in a finite atomic chain coupled to an outer environment
研究了有限量子力学原子链模型中声子介导的机械振动阻尼。我们的研究是出于对纳米机械谐振器和纳米机电系统(NEMS)的品质因数(Q)的理解,以及悬浮原子链和分子结的实际实验。我们考虑一个有限的原子链,它是耦合到一个零温度的外部环境,建模为两个额外的半无限链,从而诱导“钳位损失”。与外部环境的弱耦合确保了箝位损耗很小,并且近似地保持了声子谱的初始离散性质。然后,我们考虑一个声子阻尼过程被称为“朗道-鲁默阻尼”,其中声子在振动的激发模式衰减到其他模式,通过非谐声子-声子相互作用。声子谱的近似离散性质导致Q随着参数的变化而发生急剧的非单调变化,并导致阻尼中出现共振。后者对应于衰变过程的存在,其中参与的声子近似地保存能量。我们探索通过改变链中原子的数量或声音的纵向和横向速度之间的比率来控制阻尼的方法,从而建议未来的实验来观察这种类似共振的行为。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall
Bipolarons bound by repulsive phonon-mediated interactions
当修饰粒子(极化子)交换量子声子时,所产生的相互作用通常是吸引的。如果粒子具有硬核统计,并且通过动能项耦合到声子,则声子介导的相互作用是排斥的。在这里,我们表明,这种排斥声子介导的相互作用绑定到双极化子具有独特的属性的打扮粒子。这些双极化子状态出现在声子激发之间的间隙中,在双极化子连续谱之上。虽然双极化子是不稳定的,但它受到能量和动量守恒的保护,是一种具有大色散和零动量附近的负有效质量的新型准粒子。我们讨论了可能的实验实现的条件,形成这种排斥束缚双极化子。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phonon-mediated Hydrodynamic Transport in a Weyl Semimetal
本文从微观角度研究I型Weyl半金属中由虚声子介导的电子-电子相互作用引发的流体动力学输运,推导了电导率和热导率,并分析了温度对洛伦兹比及电阻率的影响,为实验观测提供了理论窗口。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall
Circumventing the Phonon Bottleneck by Multiphonon-Mediated Hot Exciton Cooling at the Nanoscale
在半导体材料中,热激子冷却是高度激发的载流子非辐射弛豫以形成带边激子的过程。虽然冷却在确定系统的热损失和量子产率方面起着重要作用,但在受限半导体纳米晶体(NC)中,冷却的时间尺度和机制还没有得到很好的理解。电子能隙和声子频率之间的不匹配导致了声子瓶颈的假设,其中冷却将非常缓慢,而增强的电子-空穴相互作用已经被用来解释在超快时间尺度上发生的冷却。在这里,我们开发了一个原子的方法来描述声子介导的激子动力学,我们用它来模拟热激子冷却的实验相关的大小的NC。我们的框架包括电子-空穴相关性以及多声子过程,这两者都是准确描述冷却过程所必需的。我们发现,冷却发生在几十飞秒的时间尺度上的CdSe核心,在协议与实验测量,通过级联的弛豫事件介导的有效的多声子发射。冷却时间尺度随着NC尺寸的增加而增加,这是由于激子-声子耦合(EXPC)降低,并且它们在CdSe-CdS核-壳NC中大一个数量级,这是因为EXPC降低到低频和中频声学模式。
2023-01-17 cond-mat.mes-hall
Spin-flip phonon-mediated charge relaxation in double quantum dots
我们从理论上研究了在一个横向门定义的双量子点中,$(1,1)$三重态到$(0,2)$单重态的弛豫速率。我们提出了一个详细的推导有效的声子态密度为这个比荷过渡,保持跟踪压电以及变形电位的电子-声子耦合的贡献。我们进一步研究了两种不同的自旋混合机制,可以耦合的三重态和单重态:一个磁场梯度的双点(在低外部磁场相关)和自旋轨道相互作用(在高场相关),我们还指出了如何在中间磁场这两个过程可能会干涉。最后,我们将展示如何结合所有的结果,并评估现实系统参数的松弛率。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall
Phonon mediated non-equilibrium correlations and entanglement between distant semiconducting qubits
本文从理论上研究了一维耦合机械谐振器链中远距离半导体量子比特之间的非平衡关联和纠缠。每个量子位由双量子点(DQD)定义并嵌入机械谐振器中。这两个量子比特可以通过沿谐振链的声子转移耦合、关联和纠缠。我们计算了不同声子-声子耦合率下的非平衡关联和稳态纠缠,发现了一个由粒子数反转引起的最大稳态纠缠。结果表明,声子-量子比特混合系统可以产生高度可调的关联和纠缠,这将有助于介观物理和固态量子计算的发展.
2020-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photoconductive response of strained silicon nanowires: A Monte Carlo study
采用Energy-Monte Carlo蒙特卡罗模拟方法研究了直径为3.1 nm、长500 nm的应变[110]硅纳米线的光电流。观察到基于该纳米线的光电晶体管对于532 nm的输入光波长和0.25-2.5 kW/cm 2的强度可以具有大约21.3 mA/W的响应度。光电导与输入光强度的超单位斜率为1.2,表明纳米线具有光电导增益,并突出了其优于具有亚单位斜率(0.77)的锗纳米线的优势。产生的光电流在0.1 nA-1 nA范围内。分别采用密度泛函理论(DFT)和紧束缚(TB)方法进行应变应用和能带结构计算。在计算载流子-声子散射事件时,同时考虑了纵向声学声子和光学声子,纵向光学声子的作用强两个数量级。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated population inversion in a semiconductor quantum-dot cavity system
研究了连续波驱动下量子点腔系统中的激子反转。使用极化子为基础的主方程,我们证明了激发态人口在0.9以上的InAs点在声子浴温度为4K。在激子驱动的系统中,主要机制是来自声子浴的非相干激发。对于腔驱动,其机制是声子介导的光子阶梯态的基态和激发态分支之间的切换,量子轨迹模拟清楚地表明了这一点。激子反转作为失谐的函数被发现是定性不同的激子和腔驱动,主要是由于腔过滤。主方程的方法使我们能够包括重要的辐射和非辐射衰变过程的零声子线,光子和声子散射方面提供了一个明确的基本动态,并承认简单的分析近似,有助于解释物理。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-mediated vs. Coulombic Back-Action in Quantum Dot circuits
量子点接触(QPC)通常用于电容检测耦合量子点(QD)的电荷状态。在GaAs/AlGaAs异质结中,观察到了偏置QPC对横向限定的双量子点的间接反作用。能量由偏置QPC引线中的非平衡载流子发射。这种能量的一部分被双量子点吸收,在那里它引起电荷波动,可以在其稳定性图中的某些条件下观察到。通过研究吸收能量的光谱,我们确定了声学声子和库仑相互作用参与的反作用,这取决于几何形状和耦合常数。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated exciton capture in Mo-based transition metal dichalcogenides
定域激子在过渡金属二硫属化合物单分子膜的光学响应中起着至关重要的作用,并且可以作为单光子源用于量子信息技术。虽然这种局域激子的光学性质被广泛研究,离域激子到局域势的超快捕获过程在很大程度上是未探索的。我们通过声学和光学声子进行激子捕获的量子动力学计算,表明有效的捕获发生在超快的时间尺度上。在低温极限下极化子的形成导致更高能量的激子,然后可以有效地捕获激子。我们表明,声学和光学声子的相互作用导致一个有效的扩大能量选择规则。我们的研究提供了一个深刻的理解载流子捕获从二维材料到零维势。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall
Pure dephasing vs. Phonon mediated off-resonant coupling in a quantum-dot-cavity system
纯退相在文献中被广泛用于解释腔中量子点的实验观察。在许多情况下,它的使用是不够的,额外的条款需要“虚构”添加完成与观察到的数据,因为它是一个未知源的腔泵的情况。在这里,我们质疑作为退相干源的纯退相机制的有效性,并提出了一个基于声子介导耦合的理论研究,可以解释发射光谱和光子自相关和互相关的结果在最近的实验中,而不需要任何人为的假设。我们还证明了声子介导的耦合占最近报道的光子自相关函数和交叉关联函数的测量无法解释的功能。我们的工作阐明了这一领域的许多争论,并为实验验证和理论预测开辟了新的可能性。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direct observation of acoustic phonon mediated relaxation between coupled exciton states in a single quantum dot molecule
我们探测了单个量子点分子中隧道耦合激子态之间的声学声子介导的弛豫,其中使用静态电场连续调谐激子态之间的点间量子耦合和能量分离。时间分辨和温度相关的光学光谱被用来探测最大耦合点附近的能级间弛豫。耦合激子态的辐射寿命可以从~2 ns调谐到~10 ns,因为波函数的空间直接和间接特性通过与共振的失谐而变化。声学声子介导的能级间弛豫进行的时间尺度相当于直接激子辐射寿命,指示的弛豫瓶颈的水平间距在范围$ΔE\$ ~3-6毫电子伏。
2006-07-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Superconductivity from phonon-mediated retardation in a single-flavor metal
University of Maryland(马里兰大学);University of Washington(华盛顿大学)
研究单味金属中声子介导配对,发现无贝里曲率时p波超导可由延迟效应产生,能隙函数有频率符号变化,临界温度遵循BCS标度,贝里曲率稳定手性p波超导并诱导高角动量配对转变,为单味系统超导配对提供新机制。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonreciprocal Acoustic and Optical Phonon Dispersion Mediated by Berry Curvature in Chiral Weyl Semimetals
研究 Weyl 半金属中磁场所致声子色散的非 reciprocal 性,揭示 Berry 曲率对声学和光学声子分布的影响
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Highly sensitive, photon number resolving detectors mediated by phonons using $δ$-doped GaAs transistors
本文报道了一种基于二维电子气晶体管的光子数分辨探测器。当光子脉冲撞击在吸收区域上时,所产生的声子在2DEG中朝向表面附近的沟槽隔离纳米线晶体管弹道地消散。声子-电子相互作用在晶体管中诱导正电导,导致电流增加。利用这一原理,我们获得了高达85%的这种类型的探测器的内部量子效率。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Unconventional magnetism mediated by spin-phonon-photon coupling
本研究理论提出自旋-声子-光子耦合可介导双二次长程自旋相互作用,产生非常规一级磁相变,具备超低功耗热辅助写入磁存储和原位磁调控潜力。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon-mediated negative differential conductance in molecular quantum dots
传输通过一个单一的分子导体被认为是,显示负微分电导行为与声子介导的电子隧穿过程。该理论工作由Leroy等人最近的实验激发,该实验使用与STM尖端接触的碳纳米管[Nature { \bf 432},371(2004)],其中可以观察到呼吸模式声子侧峰的负微分电导。这个系统的一个特点是,注入电子的隧道耦合和那些收集它们在衬底上是高度不对称的。使用量子点模型,将单个电子能级耦合到局部声子,形成极化子能级。还引入了“半穿梭”机制。一个量子动力学公式允许导出速率方程。假设不对称的隧穿率,并在没有半梭耦合,负微分电导得到了很宽的参数范围。对这一现象进行了详细的解释,表明NDC在中间电子-声子耦合时最大。此外,在没有栅极的情况下,“浮动”电平导致电流平台的两个不同长度,这与两个结处的电容耦合有关。结果表明,“半穿梭”机制倾向于加强负微分区域,但它不能触发这种行为本身。
2006-01-24 cond-mat.mes-hall
Singlet exciton optics and phonon-mediated dynamics in oligoacene semiconductor crystals
有机半导体晶体作为实现光电应用的高效、廉价和多样化的平台而脱颖而出。这些晶体的光学响应是由激子物理学的丰富织锦。到目前为止,人们对这类材料中声子驱动的单重态激子动力学知之甚少。在这个联合的理论实验工作中,我们结合了高品质的oligacene半导体晶体的制造和表征,通过光致发光测量与一个复杂的方法,在这些晶体的微观建模。这使我们能够研究单重态激子光学和动力学。我们预测并五苯晶体中的声子瓶颈效应,在那里我们发现暗激子作为关键的声子介导的弛豫散射通道。虽然在并五苯晶体中的有效的单线态裂变阻碍了这种瓶颈效应的实验观察,我们在理论和实验中揭示了一个独特的偏振和温度依赖性的吸收和光致发光光谱的并四苯晶体,包括微观起源的激子线宽,较高的Davydov状态的激活在大的温度下,和偏振相关的特定激子共振淬灭。我们的联合理论和实验研究代表了一个显着的进步,在微观理解的单重态激子光学和动力学的寡并苯晶体。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall
Phonon- and magnon-mediated decoherence of a magnonic qubit
本研究计算了小铁磁绝缘体中磁振子量子比特的弛豫与退相位率,发现零温下衰变为双声子是唯一弛豫通道,且退相位率随尺寸和阻尼增大而增大,为磁振子量子器件可行性提供见解。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall
Acoustic-phonon-mediated superconductivity in rhombohedral trilayer graphene
在无莫尔条纹的ABC叠层菱面体三层石墨烯中观察到两个不同的超导相,我们研究了电声声子耦合作为可能的配对机制。我们预言了在范霍夫奇点附近存在最高的$T_c\sim 3$ K的超导性。远离Van Hove奇点,$T_c$在很宽的掺杂范围内保持有限。在我们的模型中,$s$波自旋单重态和$f$波自旋三重态配对产生相同的$T_c$,而其他配对态的$T_c$可以忽略不计。我们的理论为实验中两个不同的超导相提供了一个简单的解释,并表明超导性和其他相互作用驱动的相(例如,铁磁性)可以具有不同的起源。
2021-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum interference and phonon-mediated back-action in lateral quantum dot circuits
自旋量子比特已经在静电限定的、横向少电子量子点电路中成功实现。量子位读出通常涉及自旋到电荷信息转换,随后是使用附近的偏置量子点接触进行的电荷测量。理解这种测量方法产生的反作用干扰是至关重要的。先前的研究表明,量子点接触探测器发射声子,然后被附近的量子比特吸收。我们在这里报告观察到一个明显的反作用效应在多点电路中的检测器产生的声子的吸收强烈修改的量子干涉效应,并表明,该现象是很好地描述了一个理论,将量子点接触和相干声子吸收。我们的实验和理论结果相结合,提出了抑制量子位读出过程中的反作用的策略。
2013-01-30 cond-mat.mes-hall
Two-Color Pump-Probe Measurement of Photonic Quantum Correlations Mediated by a Single Phonon
我们提出并证明了一种通用的技术,使用双色泵浦-探测拉曼散射和光谱分辨,时间相关光子计数来测量单声子Fock态的寿命。在脉冲激光激发下,通过对单个Stokes光子的投影测量,概率地制备了$n=1$声子Fock态。由第二个时间延迟的激光脉冲产生的反斯托克斯光子的探测探测声子人口亚皮秒的时间分辨率。我们观察到强烈的非经典斯托克斯-反斯托克斯关联,其衰减映射的单声子动力学。我们的方案可以适用于任何拉曼活性振动模式。通过对双模纠缠振动态的制备和探测,可以对该方法进行改进,从而测量$n \geq 1$ Fock态的寿命或声子量子相干性。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-mediated dark to bright plasmon conversion
本研究针对Drude-Lorentz模型在二维电子气量子受限等离激元与光学声子强相互作用场景下失效的问题,提出新量子模型,揭示亮声子-极化激元与暗等离激元间振子强度转移机制,为纳米结构光学响应设计提供新量子自由度。
2023-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph