Effect of anisotropic band curvature on carrier multiplication in graphene
我们研究了零温度下本征石墨烯导带中受激电子由于带间电子空穴对的产生而产生的弛豫。电子带曲率，是各向异性的，因为三角翘曲，示出抑制松弛的初始电子动量的方向范围。对于其他方向，松弛是允许的，只有当曲率超过一个有限的临界值，否则，一个非衰变准粒子状态被发现存在。
2013-04-29 cond-mat.mes-hall
Photo-excited Carrier Dynamics and Impact Excitation Cascade in Graphene
固体中的光激发可以触发级联，其中产生多个粒子-空穴激发。我们分析了石墨烯中碰撞激发过程的载流子倍增级联，并表明对激发的数量对掺杂有很强的依赖性，这使得载流子倍增门可调。我们还预测了激发对的数目以及级联的特征时间与光激发能成线性关系。这些依赖关系，以及尖锐的峰值对激发的角分布，提供了明确的实验签名的载波倍增。
2012-09-19 cond-mat.mes-hall
Ultrafast collinear scattering and carrier multiplication in graphene
石墨烯正在成为传统光电、等离子体和纳米光子材料的可行替代品。光与载流子的相互作用产生了一个非平衡分布，它在超快时间尺度上弛豫到热的费米-狄拉克分布，随后通过声子发射冷却。在这里，我们结合泵浦-探测光谱，具有极高的时间分辨率和广泛的光谱覆盖范围，与基于量子玻尔兹曼方程的微观理论，研究电子-电子碰撞在石墨烯在非常早期的松弛阶段。我们确定了控制石墨烯中超快动力学的基本物理机制，特别是超快共线散射的重要作用，使俄歇过程，包括电荷倍增，改善光伏发电和光电探测器的关键。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Dynamics of Carrier Multiplication in Quantum Dots
提出了半导体量子点中载流子倍增超快动力学的量子动力学方法。我们研究了电子子带占据和时间分辨光学发射光谱中的潜在动力学，重点是光-物质和库仑相互作用之间的相互作用。我们发现之间的过渡性质不同的行为的载流子倍增，这是由相互作用引起的时间尺度和激发光脉冲的脉冲持续时间的比率控制。在短时间尺度上，即，在带内弛豫之前，这开启了检测载流子倍增的可能性，而不需要测量（多）激子寿命。
2011-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Carrier multiplication in graphene under Landau quantization
载流子倍增是一个多粒子过程，产生多个电子-空穴对。该工艺具有提高光伏器件的功率转换效率的潜力。在石墨烯中，载流子倍增已经在理论上预测并且最近在实验上观察到。然而，由于不存在带隙和竞争声子诱导的电子-空穴复合，载流子的提取仍然是一个重大挑战。在这里，我们提出了一种新的策略，通过引入朗道量子化，提供了一个可调的带隙，以受益于所获得的载流子。基于密度矩阵理论框架下的微观计算，我们报道了在朗道量子化条件下石墨烯中载流子的倍增。我们的计算揭示了通过外部可访问的泵注量，温度和磁场的强度的效果的高可调谐性。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier Multiplication in Graphene
石墨烯作为一种零带隙半导体，是研究传统半导体中载流子弛豫通道效率低下的理想模型结构。特别是，它是根本的兴趣，以解决的问题是否Auger型过程显着影响石墨烯中的载流子动力学。这些散射通道桥接价带和导带，从而允许载流子倍增-一种从单个光子的吸收产生多个载流子的过程。这在文献中已经被建议用于提高太阳能电池的效率。在这里，我们表明，密度矩阵形式主义的微观计算的基础上，俄歇过程中发挥了异常强大的作用，光激发的载流子在石墨烯的弛豫动力学。我们预测，一个相当大的载流子倍增发生，这表明石墨烯作为一种新的材料，高效率的太阳能电池和高灵敏度的光电探测器。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impact of Auger processes on carrier dynamics in graphene
石墨烯的线性、无间隙能带结构为俄歇过程提供了理想的条件。它们对于基础研究和技术应用非常重要，因为它们从质上改变了载体动力学。时间，动量，和角度分辨的微观计算揭示了一个有效的碰撞激发引起的光激发载流子和显着的库仑诱导载流子冷却效应的显着倍增。我们提出了一个解析表达式的载波倍增预测理想的条件下，其仍然缺少实验观察。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall
Exciton scattering model of carrier multiplication in semiconductor nanocrystals
采用激子散射方法系统地研究了半导体纳米晶体中载流子倍增效应。利用投影算子，我们减少了库仑耦合多激子动力学的散射动力学的空间跨越单和双激子状态。我们推导出一个封闭的一组方程确定的散射矩阵元素。这使我们能够解释CM动力学作为一系列的奇数阶带间散射事件。利用时间相关的密度矩阵形式，我们提供了一个严格的描述有限时间泵浦脉冲引起的CM动力学。在这种方法中，单激子和双激子光生过程和随之而来的人口弛豫处理在同一基础上。这种方法提供了一个框架，数值计算和比较与每个过程相关的量子效率。在应用方面，考虑了弱带间库仑耦合的极限。最后，我们证明了三个以前使用的理论模型可以恢复为我们的激子散射模型的限制情况。
2010-07-13 cond-mat.mes-hall
Optical absorption and carrier multiplication at graphene edges in a magnetic field
我们研究了横向磁场中石墨烯边缘的光吸收。磁场将粒子和空穴激发的轨迹弯曲到产生定向电流的对映方向。我们发现一个相当强大的放大边缘电流的碰撞电离过程。更具体地说，主要的吸收和随后的载流子倍增的石墨烯折叠和锯齿形边缘进行了分析。我们确定了精确和近似的选择规则，并讨论了初始状态的衰变率的依赖性。
2021-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Carrier Multiplication in Nanocrystals via Photostimulated Generation of Biexcitons from Vacuum
我们提出了一种新的机制，在半导体纳米晶体的多激子光生单光子（载流子倍增）。在这种机制中，两个价带电子之间的库仑相互作用，包括它们转移到导带，从真空中产生一个虚拟的双激子，然后通过带内光学跃迁上的光子吸收将其转换为真实的双激子。由于动量守恒抑制了带内吸收，这种机制在体半导体中不活跃。然而，它在零维纳米晶体中变得非常有效，并且可以为这些材料中的载流子倍增提供显着贡献。
2007-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable Carrier Multiplication and Cooling in Graphene
时间和角度分辨的光电发射测量显示不同的掺杂水平的两个掺杂的石墨烯样品揭示显着差异的狄拉克锥中的热载流子的超快动力学。在更强的（$n$ -）掺杂的石墨烯中，我们观察到更大的载流子倍增因子（$>$ 3）和明显更快的声子介导的冷却载流子回到平衡相比，在较少的（$p$ -）掺杂的石墨烯。这些结果表明，掺杂水平的仔细调整允许有效地操纵石墨烯对光激发的动态响应。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical Study of Carrier Multiplication Pathways in Nanocrystalline and Bulk Form of PbSe
采用带间激子散射模型，我们已经进行了数值研究的直接光生和人口弛豫过程中的纳米晶和散装PbSe的载流子倍增（CM）。我们认为，在这两种情况下，碰撞电离是CM的主要机制。这解释了直接光生对总量子效率（QE）的微弱贡献。研究NC中QE的尺寸缩放以及与散装限度的比较，为实验观察到的趋势提供了微观见解。
2011-04-29 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Hot Carrier Transport and Photocurrent Response in Graphene
石墨烯中强的电子-电子相互作用预计将通过吸收单个光子而产生多重激发。我们发现，载流子倍增对光电流响应的影响是通过非常低效的电子冷却来增强的，从而导致大量的热载流子。热载流子介导的能量传输占主导地位的光响应，并体现在量子效率，可以超过统一，以及在一个特性的光电流的依赖于栅极电压。多个光电流符号的图案作为栅极电压的函数而改变，提供了热载流子主导的传输和载流子倍增的指纹。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
Numerical analysis of carrier multiplication mechanisms in nanocrystal and bulk forms of PbSe and PbS
我们报告系统的数值研究的载体倍增（CM）过程中的球对称双（NC）和散装形式的PbSe和PbS代表的测试床了解CM动力学的基本方面。所采用的数值方法集成了我们以前开发的带间激子散射模型（IESM）和基于有效质量的铅chalocogenide半导体的电子结构模型。IESM预测CM途径的分析表明，在双激子光生过程中完全缺乏途径干扰。这使我们能够解释作为一个单一的碰撞电离（II）事件的双激子光生和解释的主要贡献的多个II事件在声子诱导的人口弛豫到总量子效率（QE）。我们调查的量子限制的作用，并发现，减少双激子态密度（DOS）超过弱增强的库仑相互作用导致较低的QE值相比，在绝对光子能量尺度上的散装在NC。然而，在由相应的带隙能量归一化的光子能量标度上表示，QE的趋势是相反的，证明了NC用于光伏应用的优势。与实验的比较使我们能够解释所观察到的特征，并验证我们的模型的适用范围。作为脉冲持续时间的函数的QE的建模示出对于高斯脉冲的弱依赖性。最后，通过比较PbSe和PbS中决定量子效率的关键量，证明了后者材料中II率的提高。然而，与PbSe NC相比，PbS中的快速声子诱导的载流子弛豫过程可以导致实验观察到的NC中QE的降低。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall
Carrier multiplication yields in CdSe and CdTe nanocrystals by transient photoluminescence
工程半导体以增强载流子倍增（CM）可能会提高光伏电池的性能，并显着扩大适用于未来太阳能技术的材料范围。半导体纳米晶体（NC）已被提出作为一个有利的结构CM增强，和最近的测量瞬态吸收的证据表明，高效率的CM在铅硫族化物和CdSe NC。在这里，我们报告的评估CM收益率在CdSe和CdTe的NC的双激子和激子签名的瞬态光致发光衰减的定量分析。尽管该技术由于相对于激子的增强的双激子辐射率（kradBX > 2kradX）而特别敏感，但是我们在高达光子能量E > 3Eg的CdSe和CdTe NC中没有发现CM的证据，远高于先前报道的相对能量阈值。
2007-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Efficiency Carrier Multiplication in PbSe Nanocrystals: Implications for Solar Energy
我们首次证明了碰撞电离（II）[俄歇复合（AR）的逆]在半导体纳米晶体（NC）中以非常高的效率发生。PbSe NC在低泵浦强度下的带间光激发（对于该低泵浦强度，平均每个NC最初产生少于一个激子）导致当泵浦光子能量大于NC带隙能量的三倍时形成两个或更多个激子（载流子倍增）。从一个单光子吸收事件的多激子的产生被观察到发生在超快（皮秒）的时间尺度上，并发生高达100%的效率取决于吸收的光子的过剩能量。NC中的高效II可用于显著提高基于NC的太阳能电池的功率转换效率。
2004-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly Efficient Carrier Multiplication in van der Waals layered Materials
载流子倍增（CM）是通过利用自由载流子的过剩能量来产生多个电子-空穴对的光物理过程，其被探索用于来自蓝色太阳能带的光子的高效光伏转换，所述光子主要在标准太阳能电池中作为热量浪费。目前最先进的方法与纳米材料已经证明了改进的CM，但不令人满意的，由于高能量损失和固有的困难与载体提取。在这里，我们报告了范德瓦尔斯（vdW）层状材料中的超高效CM，其从节能极限开始，并以接近100%的转换效率进行。一个小的阈值能量，低至两倍的带隙，实现了，标志着量子产率与增强的载流子生成的开始。vdW层内的电子之间的强库仑相互作用允许快速的电子-电子散射胜过电子-声子散射。此外，在动量空间上散布的电子袋的存在也可以有助于高CM效率。结合高电导率和最佳带隙，这些优异的CM特性确定了第三代太阳能电池的vdW材料。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Carrier Multiplication via Photocurrent Measurements in Dual-Gated MoTe_2
虽然范德华层状过渡金属二硫属化物从瞬态吸收光谱已经成功地证明了一个理想的载流子倍增（CM）的性能与近2 Eg的开始，解释CM效应从光学方法仍然没有解决，由于多体电子空穴对的复杂性。通过在透明衬底上制备双栅pn结的MoTe 2薄膜，我们通过简单的光电流测量证明了CM效应。通过消除金属接触中的肖特基势垒和最小化多次反射，有效地提取了电子和空穴。光电流的增加与激发能成正比。提高的量子效率证实了> 2 Eg的多电子-空穴对产生，与来自光学方法的CM结果一致，将太阳能电池效率推到Shockley-Queisser极限之外。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Impact ionization induced by terahertz radiation in HgTe quantum wells of critical thickness
报道了在临界厚度的\HgTe量子阱（QW）结构中观察到的太赫兹（THz）辐射诱导的带间碰撞电离。太赫兹电场驱动载流子，初始化电子-空穴对的产生。在辐射角频率$ω$和动量弛豫时间$τ_{\text l}$的乘积大于1的条件下，当光子能量小于能隙时，观察到载流子倍增现象.在这种情况下，载流子仅由于在高频电场存在下的碰撞而获得高能量。发展的微观理论表明，光碰撞电离几率与辐射电场幅值$E$和特征场参数$E_0$成正比，与$\exp(-E_0^2/E^2)$成正比。实验表明，$ωτ\gg 1$具有很强的频率依赖性，其特征场$E_0$随辐射频率$ω$线性增加。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall
Reduced Optical Gain Threshold by Carrier Multiplication in Semiconductor Perovskite Nanocrystals
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院和先进微结构协同创新中心）；College of Engineering and Applied Sciences, and MOE Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Nanjing University（南京大学工程与应用科学学院和智能光学传感与操控教育部重点实验室）
研究通过载流子倍增效应在钙钛矿纳米晶体中实现光学增益阈值的两倍降低，结合已有方案进一步减少连续波激光器的光学泵浦需求。
2026-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photoexcitation Cascade and Quantum-Relativistic Jets in Graphene
在狄拉克材料中，线性能带色散阻碍了动量守恒的带间跃迁，为光激发级联中的电子-空穴对产生和载流子倍增创造了瓶颈。在这里，我们表明，衰变是畅通的，瓶颈是由微妙的多体效应，涉及多个离壳电子氢对缓解。这种衰变是由于许多软电子对的发射而引起的集体行为。我们讨论的特征签名的壳外途径，特别是尖锐的角分布的二次载流子，类似于相对论射流在高能物理。这些喷流可以用固态的粒子探测器直接探测。共线散射增强了载流子倍增，允许每个单个吸收光子发射多达${\sim}10$二次载流子。
2018-02-11 cond-mat.mes-hall
Ultrafast supercontinuum spectroscopy of carrier multiplication and biexcitonic effects in excited states of PbS quantum dots
利用超快光谱分辨超连续谱瞬态吸收（SC-TA）研究了PbS量子点中多激子的布居动力学。我们同时探测的前三个激子跃迁在一个广泛的光谱范围。瞬态光谱表明，在1S_h-1S_e跃迁中存在一级吸收漂白，在1P_h-1P_e跃迁中存在二级吸收漂白和光诱导吸收带。我们还报道了单光子禁戒1 S_{h,e} -1 P_{h,e}跃迁的证据。在低吸收光子数（~ 10^-2）的限制下，在泵浦能量为半导体带隙的2 ~ 4倍时，我们通过对一阶和二阶漂白的分析，研究了载流子倍增（单个吸收光子的多激子）的特征< N_{abs} >。的多激子产生效率进行了讨论，无论是在宽带全球拟合和早期到长时间的瞬态吸收信号之间的比率。布居动力学分析表明，由于双激子布居的漂白峰相对于单个激子的红移，表明正的结合能。
2011-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Size Dependence of the Multiple Exciton Generation Rate in CdSe Quantum Dots
采用原子赝势方法和一阶微扰理论对CdSe量子点中热载流子的倍增速率进行了定量计算。激发的空穴和电子被认为是，电子-空穴库仑相互作用占。我们发现，空穴有更高的倍增率比电子具有相同的过剩能量，由于更大的密度的最终状态（正三重态）。然而，当通过光子吸收产生电子-空穴对时，净载流子倍增速率由光生电子主导，因为它们平均具有高得多的过剩能量。我们还发现，与以前的研究相反，有效的库仑耦合载流子倍增是能量依赖的。我们表明，较小的点的结果在一个给定的绝对光子能量的载流子倍增率的下降。然而，如果光子能量由体积相关的光学间隙缩放，则较小的点对于给定的相对能量表现出载流子倍增的增强。
2010-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Efficient ionization of two dimensional excitons by intense single cycle terahertz pulses
外电场对于二维材料中激子的动力学操纵具有很强的吸引力。在这里，我们从理论上研究了太赫兹（THz）范围内强脉冲电场对单层过渡金属二硫属化物（TMD）中激子的电离。我们发现，太赫兹脉冲与现实的场强是能够电离到自由载流子的TMD中的光生激子的显着部分。因此，短THz脉冲是动态控制单层TMD中的自由载流子浓度的有效的、非侵入性的方法，这对于诸如THz调制器的应用是有用的。我们进一步证明，激子电离概率应该是实验测量的自由载流子吸收之前和之后的太赫兹脉冲。详细的结果提供了不同的TMD在各种介电环境。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relaxation of Optically Excited Carriers in Graphene
我们通过求解包含电子-声子（e-ph）和电子-电子（e-e）散射的瞬态玻尔兹曼输运方程来探索光激发石墨烯的弛豫。模拟结果表明，当激发载流子仅通过e-ph散射弛豫时，可以在由光子能量确定的能量下实现布居反转。然而，电子-电子散射迅速热化的载流子能量分布冲洗出负的光学电导率峰。弛豫速率和载流子倍增效应作为光子能量和介电常数的函数。
2011-03-29 cond-mat.mes-hall
Carrier dynamics in graphene: ultrafast many-particle phenomena
石墨烯是研究基本库仑和声子诱导载流子散射过程的理想材料。其显著的无带隙和线性能带结构开辟了新的载流子弛豫通道。特别是，俄歇散射桥接的价带和导带的改变的载流子的数量，并引起一个显着的载流子倍增-超快的多粒子现象，是有希望的设计高效的光电探测器。此外，在狄拉克点处的态密度消失结合超快声子诱导的带内散射导致载流子的积累和粒子数反转，这表明基于石墨烯的太赫兹激光器的设计。在这里，我们回顾了我们的工作在石墨烯和朗道量子化石墨烯的超快载流子动力学提供了一个微观视图上的外观载流子倍增和粒子数反转。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier Transport in Films of Alkyl-Ligand-Terminated Silicon Nanocrystals
硅纳米晶在电致发光和光致发光领域有着广阔的应用前景。然而，为了优化Si NC器件的性能，需要彻底了解Si NC薄膜中的电子输运。在这里，我们提出了一个系统的研究的温度和电场的烷基配体封端的硅纳米碳，迄今已显示出最高的潜在设备应用的薄膜中的电导率的依赖性。我们的测量结果表明，导电性是有限的电离的稀有NC含有施主杂质。在低偏压下，该电离被热激活，其中电离能等于NC充电能的两倍。当偏压增加时，电离能被电场降低，如通过普尔-弗伦克尔效应所确定的。在大的偏压和足够低的温度下，我们观察到冷电离的电子从施主含NC，具有约1 nm的特征隧穿长度。温度和电场依赖的电导测量提供了一个系统的和全面的图片电子输运轻掺杂的SiO2薄膜。
2014-08-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
A Matrix Quantum Kinetic Treatment of Impact Ionization in Avalanche Photodiodes
本文提出一种超越玻恩近似的矩阵量子动理学理论，通过多格林函数乘积严格处理碰撞电离，并在反向偏置p-i-n模型半导体中验证了载流子倍增与能量动量守恒的一致性，为雪崩光电二极管的“第一性原理”预测奠定基础。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
The ultrafast dynamics and conductivity of photoexcited graphene at different Fermi energies
对于石墨烯的许多设想的光电应用来说，理解光激发后的亚皮秒载流子动力学以及对电导率的影响-光电导性是至关重要的。虽然这些主题已经使用各种超快实验和理论方法进行了研究，但关于光电导性的符号，额外电子-空穴对的产生和意义，特别是相关过程如何依赖于费米能量，已经提出了有争议和不完整的解释。在这里，我们提出了一个统一的和直观的物理图片的超快载流子动力学和光电导，结合光泵太赫兹探测测量的门可调石墨烯器件，使用玻尔兹曼方程的数值计算。我们区分两种类型的超快光致载流子加热过程：在低（平衡）费米能量（$E_{\rm F} \lesssim$ 0.1 eV的我们的实验）加宽的载流子分布涉及带间跃迁-带间加热。在更高的费米能量（$E_{\rm F} \gtrsim$ 0.15 eV）下，载流子分布的加宽涉及带内跃迁-带内加热。在某些条件下，对于低$E_{\rm F}$，可以产生附加的电子-空穴对（载流子倍增），而对于较高的$E_{\rm F}$，可以产生热载流子（热载流子倍增）。对于低（高）$E_{\rm F}$，所得光电导为正（负），这源于加热载流子分布对杂质屏蔽的影响，与主要由于杂质散射的DC电导率一致。这些见解的重要性突出的石墨烯光电探测器应用的影响的讨论。
2017-12-07 cond-mat.mes-hall
Snapshots of non-equilibrium Dirac carrier distributions in graphene
石墨烯的光学性质由线性能带结构和在狄拉克点处消失的态密度而变得独特。有人提出，即使在没有半导体带隙的情况下，在狄拉克点的弛豫瓶颈可以允许在任意长波长的粒子数反转和激光。此外，在光捕获应用的背景下，已经讨论了通过碰撞电离的有效载流子倍增。然而，所有这些效应都难以通过单独测量瞬态光学性质来定量测试，因为这些效应仅间接反映了能量和动量相关的载流子分布。在这里，我们使用时间和角度分辨的光电子能谱与飞秒极紫外（EUV）脉冲在31.5 eV的光子能量直接探测的非平衡响应的狄拉克电子附近的布里渊区的K点。在轻空穴掺杂的外延石墨烯样品中，我们探索了在中红外和近红外的激发，低于和高于直接带间跃迁的最小光子能量。虽然在中红外线的激发结果只在加热的平衡载流子分布，带间激发引起的人口反转，这表明太赫兹激光可能是可能的。然而，在这两种激发机制中，我们都没有发现载流子倍增的迹象，从而质疑石墨烯用于光捕获的适用性。EUV中的时间分辨光电子能谱技术是评估新材料对光电子学的适用性的首选技术，可在所有能量和波矢下对非平衡载流子进行定量准确测量。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral transport of hot carriers in graphene in the quantum Hall regime
光电流（PC）测量可以揭示光激发的热载流子的弛豫动力学超出传统的传输实验的线性响应，一个政权的载流子倍增的重要。在磁场作用下的石墨烯中，光子晶体测量能够探测到相对论电子系统所特有的具有不同边缘手性的朗道能级的存在。在这里，我们报告的精确测量的PC在石墨烯中的量子霍尔制度。在样品的边缘观察到显著的PC振荡作为栅极电压的函数。这些振荡幅度形成取决于磁场强度的包络，PC的功率依赖性和它们的饱和行为也是如此。我们解释这些实验观察通过一个模型，使用光学布洛赫方程，纳入通过声学，光学声子和库仑相互作用的弛豫。模拟的PC与我们的实验结果一致，导致在不同的磁场强度的石墨烯中的手性PC的统一理解，并提供了一个相当大的载流子倍增的发生提示。
2021-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant magneto-photoelectric effect in suspended graphene
我们研究了悬浮石墨烯场效应晶体管在高达9 T（量子霍尔制度）的磁场中的光学响应。在仅3 μW的照明功率下，我们测量到高达400 nA的光电流，对应于0.14 A/W的光响应度，我们认为这是单层石墨烯中测得的最高值。我们估计，每个吸收的光子产生超过8个电子空穴对，这表明非常有效的载流子倍增。根据光电流对栅极电压和磁场的依赖关系，我们提出了一种弹道两阶段机制，其中入射光子产生初级载流子，然后通过在石墨烯边缘的俄歇型非弹性库仑散射过程在手性边缘态激发次级载流子。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall
Theory of deeply subwavelength electromagnetic structuring of semiconductors due to thermal-ionization instability
A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加蓬诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
该研究建立电离辅助不稳定性理论，阐明半导体表面热失控与衍射近场弱化的竞争机制，推导的解析表达式可描述强太赫兹辐射制备硅深亚波长结构的周期及相关依赖关系。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing carrier dynamics in photo-excited graphene with time-resolved ARPES
固体中光生电子-空穴对的动力学由多体相互作用如电子-电子和电子-声子散射决定。因此，理解和控制这些散射通道对于从光捕获到光放大的许多光电应用至关重要。在这里，我们测量的形成和弛豫的光生非热载流子分布在单层石墨烯与时间和角度分辨光电子能谱。使用子10fs脉冲，我们确定碰撞电离的主要散射通道，占主导地位的动力学为第一个25fs后光激发。一旦载流子在狄拉克点积累，俄歇复合被发现在100和250 fs之间的时间尺度，这取决于非热载流子的数量。我们的观察有助于衡量石墨烯作为太阳能电池和太赫兹激光材料的潜力。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Confined states in quantum dots defined within finite flakes of bilayer graphene: Coupling to the edge, ionization threshold, and valley degeneracy
我们使用紧束缚方法研究了双层石墨烯有限薄片内由外电势定义的量子点。我们发现，在含有锯齿形边缘的大薄片的极限中，点局域能级出现在由扩展态形成的能量连续区中。因此，不存在包含在点内的载流子的电离阈值。对于具有锯齿形边界的较小薄片，点局部能级与薄片外部的能级交错出现，因此在充电实验中，电子将交替地添加到点区域及其邻近区域。我们证明，与扶手椅边界的薄片，唯一的点局域化状态的能量窗口被打开。然后，在外部态开始被占据之前，可以向点添加一些电子。我们还讨论了在谷简并提升的背景下，点局域态与边缘态的耦合。此外，我们还从紧束缚解中提取了光滑的包络波函数，并讨论了它们的空间对称性。点局部能级与重建锯齿形边缘和原子空位内存在的层的耦合也被认为是。
2013-10-16 cond-mat.mes-hall
Velocity renormalization and Dirac cone multiplication in graphene superlattices with various barrier edge geometries
一维石墨烯超晶格的电子性质强烈依赖于原子的尺寸和一维周期性势的取向。使用紧束缚的方法，我们表明，扶手椅和锯齿形方向在这些超晶格有不同的影响的各向异性速度的载流子的重整化。对于对称的势垒，垂直于势垒的速度被修改为扶手椅方向，而在锯齿形的情况下保持不变。对于不对称的障碍，初始对称性之间的前向和后向动量的狄拉克锥对称性被打破的速度垂直（扶手椅的情况下）或平行（锯齿形的情况下）的障碍。最后，电荷中性点处的狄拉克锥乘法只发生在锯齿形几何中。相反，带隙出现在具有扶手椅方向势垒的石墨烯超晶格的电子结构中。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb matrix elements for the impact ionization process in nanocrystals: the envelope function approach
基于包络函数理论，提出了一种计算半导体纳米晶体中激子态和双激子态之间库仑矩阵元的方法。我们表明，这样的计算需要适当的处理的Bloch部分的载波波函数，在领先的顺序，导致自旋选择规则相同的光学带间跃迁。与通常的（带内）库仑耦合相比，由此产生的矩阵元素还按晶格常数与库仑半径之比缩放。因此，激子和双激子态之间的库仑耦合比例为1/R^2。我们还提出了一些统计估计的耦合强度和耦合态的能量分布的双激子态耦合到激子态形成一定的能量范围内的数量与耦合强度的能量分离的比率呈幂律标度。我们还估计激子和双激子状态之间的混合程度。双激子混合物的激子状态至少1 eV以上的多个激子产生阈值的量可以达到80%，但强烈的变化与尺寸的。
2012-08-14 cond-mat.mes-hall
Orbital angular momentum superposition states in transmission electron microscopy and bichromatic multiphoton ionization
电子束的相干控制和超快电子波包动力学在电子显微学和原子物理学中引起了极大的关注。为了统一在这两个领域的概念图片，我们展示了定制的电子轨道角动量（OAM）叠加态的产生和操纵，无论是采用定制的全息衍射掩模在透射电子显微镜或原子多光子电离利用脉冲整形器产生的载波包络相位稳定的双色超短激光脉冲。这两种技术都遵循类似的物理机制，基于量子力学叠加态的傅立叶合成，允许制备具有不寻常对称性的广泛的电子态。我们描述了这两种方法在一个统一的图片的基础上先进的空间和光谱双缝，并指出重要的类比。此外，我们还分析了自由电子OAM叠加态的拓扑荷，并讨论了其控制机制。它们的产生和操纵的相位剪裁在透射电子显微镜和原子多光子电离说明了7倍旋转对称的电子密度分布。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Observation of ballistic avalanche phenomena in nanoscale vertical InSe/BP heterostructures
引发雪崩击穿的碰撞电离本质上需要在长有源区中施加高电场，从而阻碍具有高增益、低偏置和优异噪声性能的载流子倍增。在这里，我们报告的亚MFP缩放垂直硒化铟（InSe）/黑磷（BP）异质结的弹道雪崩现象的观察。该异质结被设计成雪崩光电探测器（APD）和碰撞电离晶体管，分别展示了超灵敏的中红外光探测（4 μm波长）和超陡的亚阈值摆幅。这些器件具有极低的雪崩阈值（<1伏）、出色的低噪声系数和独特的密度谱形状。进一步的传输测量证明了来自弹道雪崩现象的击穿原件，其中亚MFP BP通道使电子和空穴能够撞击晶格并突然放大电流，而不会从确定性性质的障碍物散射。我们的研究结果揭示了先进的光电探测器的发展，并有效地促进纳米尺度上的载体。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
