The effect of helical Dirac states on surface phonons in a topological insulators is investigated. Their coupling is derived in the continuum limit by assuming displacement dependent Dirac cones. The resulting renormalisation of sound velocity and attenuation and its dependence on chemical potential and wave vector is calculated. At finite wave vectors a Kohn anomaly in the renormalized phonon frequency is caused by intraband-transitions. It appears at wave vectors q<2k_F due to a lack of backscattering for helical Dirac electrons. The wave vector and chemical potential dependence of this anomaly is calculated.
Electron-phonon coupling and a resonant-like optical observation of a band inversion in topological crystalline insulator Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se
测量了Pb $_{0.865}$ Sn $_{0.135}$ Se和Pb $_{0.75}$ Sn $_{0.25}$ Se固溶体在40 K ~ 280 K温度范围内，体光学声子激发能量对应的THz光谱区的光学反射率.对Pb $_{0.75}$ Sn $_{0.25}$ Se数据的动态介电函数分析揭示了一种新的效应，这是由于电子-声子耦合导致的，当能隙等于零或等于LO声子能量时，LO声子频率发生共振变化。这种效应对于Pb $_{0.865}$ Sn $_{0.135}$ Se是不存在的，它们在所有温度下都表现出具有平凡能带有序的开放能隙。这些结果表明，在太赫兹范围内的反射率构成了一个通用的实验方法，用于精确测定带反转的窄隙拓扑材料。对于Pb $_{0.75}$ Sn $_{0.25}$ Se，在温度T $_0$ =（172 $\pm$ 2）K时发生从平凡绝缘体到拓扑晶体绝缘体相的转变。
Surface Phonons in the Topological Insulators Bi2Se3 and Bi2Te3
拉曼散射[K. M. F. Shahil等人，应用物理信函96，153103（2010），V. Gnezdilov等人，Phys.Rev.B84，195118（2011）和H. H. Kung等人，物理评论B 95，245406（2017）]，非弹性氦散射[X. Zhu等人，物理修订版信函107，186102（2011）]和光电发射实验[J. A. Sobota等人，物理修订信函113，157401（2014）]在拓扑绝缘体Bi 2Se 3和Bi 2 Te 3上显示出在~ 50-160 cm-1范围内的特征，这些特征已经被交替地分配给拉曼禁止的、由表面处的对称性破缺引起的体红外模式或耦合到拓扑保护的电子态的表面声子。在这里，我们提出了温度和波长相关的拉曼研究显示额外的模式，我们归因于在Bi 2Se 3和Bi 2 Te 3的表面声子。我们的分配是支持密度泛函理论计算揭示的表面声子的频率接近的拉曼数据中的额外的峰值。理论结果还表明，这些模式不是自旋轨道耦合的结果，因此，它们的发生是无关的拓扑性质的这些材料。
Temperature dependence of the electron spin resonance linewidth in magnetic insulators
我们分析了交换耦合磁性绝缘体中临界区以上的电子自旋共振线宽随温度的变化关系。重点是在自旋-自旋项为常数，单声子项和双声子项分别随T和T^2变化的温度下，将自旋-自旋相互作用、自旋-单声子相互作用和自旋-双声子相互作用对线宽的贡献分开。以Co_3O_4为例，我们在50 K < T < 500 K的温度范围内使用最小二乘拟合来获得三个组分的值。发现在100 K以下，自旋-自旋机制占主导地位，而在250 K以上，双声子机制最为重要。在中间区域，所有三个机制都作出了重大贡献。
Surface vibrational modes of the topological insulator Bi$_2$Se$_3$ observed by Raman spectroscopy
利用偏振分辨拉曼散射研究了拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$单晶和厚膜的表面振动模。除了四个拉曼活性体声子，我们观察到四个额外的模式，强度弱得多，能量略低于体对应物。利用对称性分析，我们将这些额外的模式分配给面外表面声子。通过与第一性原理计算结果的比较，我们认为这些模的出现是由于PDMATHAMO轴晶格畸变和晶体表面附近的范德华能隙膨胀所致。在60和173 cm $^{-1}$处的两个表面模与拉曼活性$A_{1g}$体声子模相关，另外两个在136和158 cm $^{-1}$处的表面模与具有$A_{2u}$对称性的红外活性体声子相关。由于晶体对称性从本体中的$D_{3d}$降低到晶体表面上的$C_{3v}$，后者变成拉曼允许的。特别是，158厘米的$^{-1}$表面声子模式下的共振激发下显示Fano线型，表明在存在的电子-声子耦合的表面激发的干扰。
Dynamical properties of magnetic topological insulator $T$Bi$_{2}$Te$_{4}$ ($T=$Mn, Fe): phonons dispersion, Raman active modes, and chiral phonons study
最近发现的磁性拓扑绝缘体$T$ Bi $_{2}$ Te $_{4}$（$T=$ Mn，Fe）结晶为$R\bar{3}m$菱面体结构，并表现出反铁磁有序。在这里，我们讨论这些化合物的晶格动力学，以确认这些系统的稳定性。我们发现，声子色散不包含软模式，所以这两种化合物是动态稳定的$R\bar{3}m$相。我们进行理论分析的模式活动在$Γ$点的讨论化合物。在拉曼激活模的情况下，我们的结果与实验观察到的频率一致。最后，我们还讨论了实现手征声子的可能性。
Measurement of an Exceptionally Weak Electron-Phonon Coupling on the Surface of the Topological Insulator Bi$_2$Se$_3$ Using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
拓扑绝缘体上的无带隙表面态可以避免非磁性杂质的弹性散射，这使得它们成为低功率电子应用的有希望的候选者。然而，对于广泛的应用，这些状态应该在环境温度下保持相干。本文利用高分辨角分辨光电子能谱研究了模型拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$表面的电子结构和散射率随温度的变化。我们发现拓扑表面态随着温度的变化而出现极弱的增宽，并且态的色散没有异常，这表明电子-声子耦合异常弱。我们的研究结果表明，拓扑表面态不仅受到保护，从杂质的弹性散射，但也从低能量声子散射，这表明拓扑绝缘体可以作为室温电子器件的基础。
Polarized Temperature Dependent Raman Study of Bi2Te3-Cr2Ge2Te6 heterostructure and the Ferromagnetic Insulator Cr2Ge2Te6
Cr2 Ge 2 Te 6几十年来一直受到关注，因为它是少数几种铁磁绝缘体之一。最近，这种材料已被重新审视，由于其作为衬底的拓扑绝缘体的Bi 2 Te 3的潜力。这使得研究拓扑绝缘体中的反常量子霍尔效应成为可能，并为新型自旋电子器件提供了一条途径。为了探索这两种材料的兼容性，我们使用偏振变温拉曼显微镜研究Bi 2 Te 3-Cr2 Ge 2 Te 6异质结构以及Cr2 Ge 2 Te 6的声子动力学。我们发现的Cr2 Ge 2 Te 6声子的温度依赖性的结果主要从非谐性，虽然也观察到一个小的磁弹性耦合。我们的研究结果证实了潜在的Cr2 Ge 2 Te 6作为拓扑绝缘体的衬底。
Spin Seebeck effect and phonon energy transfer in heterostructures containing layers of a normal metal and a ferromagnetic insulator
在动力学方法的基础上的玻尔兹曼方程的声子分布函数的框架内，我们分析了声子在异质结构中的热传递包含一个层的正常金属（$ N $）和一个层的铁磁绝缘体（$ F $）。两个现实的方法，在这样的异质结中产生的温度梯度被认为是：通过加热的$N$层的电流和通过放置的$N/F$ -双层之间的大量的不同温度的双金属层。计算了$ N $ -层中的电子温度$ T_e $和$ F $ -层中的磁振子温度$ T_m $.这些温度的差异决定了塞贝克自旋效应机制中$ N $层上的电压$ V_{ISHE} $。将$ V_{ISHE} $对浴温和对$ N $和$ F $层厚度的依赖性与可用的实验数据进行比较。
Plasmon-phonon interactions in topological insulator rings
狄拉克电子在等离子体和光子学中的巨大潜力在石墨烯中被发现后就已经很容易被认识到，随后被应用于智能光学器件。狄拉克载流子也存在于拓扑绝缘体（TI）中--在体相中具有绝缘能隙而在表面上具有本征狄拉克金属态的量子系统。在这里，我们研究的等离子体响应的环结构图案化的Bi $_2$ Se $_3$ TI膜，我们通过太赫兹（THz）光谱研究。观察到的环表现出一个键合和反键等离子体激元模式，我们调整频率，通过改变它们的直径。我们发展了一种基于未图案化薄膜的THz电导率的分析理论，该理论准确地描述了当键合等离子体激元扫过该材料所表现出的2.THz声子时实验观察到的强等离子体激元-声子杂化和Fano干涉。这为研究拓扑绝缘体中的等离子体激元及其在可调谐太赫兹器件中的应用开辟了道路。
Kane-Lubensky phonons in Maxwell lattice frustrated Mott insulators
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料科学中心）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Beijing Key Laboratory of Quantum Devices（北京量子器件重点实验室）
Phonon mode calculations and Raman spectroscopy of the bulk-insulating topological insulator BiSbTeSe$_2$
碲铋矿化合物BiSbTeSe $_2$是体绝缘性最好的三维拓扑绝缘体之一，在拓扑绝缘体的研究中占有重要地位。它是固溶体系统Bi $_{2-x}$ Sb $_x$ Te $_{3-y}$ Se $_y$的一员，其局部晶体结构，如每个原子位置的占据概率，还没有很好的理解。我们研究了BiSbTeSe $_2$的温度和偏振相关的自发拉曼散射，揭示了一个更高的晶格振动模式的数量比预测的空间群R $\bar{3}$ m对应于一个理想的随机固溶体的情况下的群论考虑。对Bi $_2$ Te $_3$的声子频率的密度泛函计算结果与实验数据吻合很好，没有发现无序效应，但与Bi $_2$ Te $_3$相比，Bi SbTeSe $_2$中的堆垛无序引起了理论与实验的偏差.实验拉曼光谱和DFT计算的声子谱的不同类型的原子顺序的组合分析表明，在材料中的不同的层的顺序共存，其中以Se在中心和Se-Bi-Se-Sb-Te的局部顺序，是最有利的。
Electron-phonon-coupled Langevin dynamics for strongly-correlated insulators
Faculty of Science, Shizuoka University（静冈大学理学部）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所）；Department of Applied Physics, University of Tokyo（东京大学应用物理系）；Research Center for Magnetic and Spintronic Materials, National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所磁性及自旋材料研究中心）；Department of Physics, Chiba University（千叶大学物理学系）；Department of Physics, Saitama University（埼玉大学物理学系）
