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
Impact of Carrier Injector Design on the Threshold of Interband Cascade Lasers
nextnano GmbH（nextnano公司）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）；nanoplus Advanced Photonics Gerbrunn GmbH（nanoplus先进光子学格布伦有限公司）；nextnano Lab（nextnano实验室）
本文通过理论模型研究了双带级联激光中载流子注入器设计对阈值电流的影响，发现重掺杂可抑制Auger重组，优于提高空穴注入水平策略。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo study of carrier-light coupling in terahertz quantum cascade lasers
我们提出了一种自洽的方法，包括光学腔场的Monte Carlo为基础的载流子输运模拟。这种方法允许在量子级联激光器中的实际激射操作的分析，考虑到诸如增益饱和和纵模竞争的影响。对太赫兹量子级联激光器的模拟结果与实验结果一致。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Relaxation of optically excited carriers in graphene: Anomalous diffusion and Lévy flights
我们提出了一个理论分析的弛豫级联的光激发电子在石墨烯中存在RPA屏蔽的电子-电子相互作用。我们计算了高能量电子的弛豫速率和构成级联的无规行走的跳跃尺寸分布，该级联具有厚尾。我们发现，整个级联的统计描述的Lévy飞行常数漂移，而不是标准的漂移扩散的能量空间。Lévy飞行体现了级联时间中涨落的非平凡标度关系，这与Lévy过程的首次通过时间问题有关。此外，我们确定的瞬态差分传输的石墨烯的激光脉冲激发后，考虑到分数动力学的弛豫动力学。
2014-01-31 cond-mat.mes-hall
Photon-induced carrier transport in high efficiency midinfrared quantum cascade lasers
用系综蒙特卡罗方法分析了具有高壁插效率的中红外量子级联激光器。模拟中考虑了载流子输运和腔场动力学，为分析和优化激光器工作提供了一种自洽的方法。结果表明，在低温下，光子发射和吸收可以支配这种器件中的载流子输运。此外，我们发现光子诱导散射可以强烈地影响子带内的动力学电子分布。我们的结果进行了验证，对现有的实验数据。
2011-07-27 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Soft pair excitations and double-log divergences due to carrier interactions in graphene
石墨烯中的载流子之间的相互作用导致可观测量的对数重整化，模仿（3+1）维量子电动力学（QED）中已知的行为。在这里，我们分析软电子空穴（e-h）激发产生的结果，快速充电动力学，一个直接模拟的签名QED效应-多个软光子产生的QED真空震荡。我们表明，这种激发产生的光子吸收，当一个光生的高能量的电子-氢对级联的能量，并产生多个软电子-氢激发。这一基本过程表现在软对发射率的双对数发散和它们的能量谱的特征幂律发散，其形式为$\frac{1}ω\ln \left(\fracωΔ\right) $。强烈的载流子-载流子相互作用使电子对的产生成为光激发级联反应中的一个重要途径。
2018-03-19 cond-mat.mes-hall
Analytical expression for Risken-Nummedal-Graham-Haken instability threshold in quantum cascade lasers
本文得到了法布里-珀罗腔量子级联激光器（QCL）中Risken-Nummedal-Graham-Haken（RNGH）多模不稳定性阈值的封闭表达式。这个简单的解析表达式是一个通用的工具，可以很容易地应用于实际情况下，需要分析QCL的动态行为和估计其第二个阈值。我们的FP腔激光器模型考虑了载流子相干光栅和载流子布居光栅以及它们由于载流子扩散而产生的弛豫。在该模型中，RNGH不稳定性阈值分析使用二阶双正交微扰理论，我们确认我们的解析解与数值模拟的比较。特别是，该模型预测QCL中的第二阈值较低。这与文献中的实验数据非常吻合。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cascade donor-acceptor organic ferroelectric layers, between graphene sheets, for solar cell applications
夹在石墨烯片之间的有机铁电层作为太阳能电池的模型。所研究的系统显示出许多有利的性质：1）级联能级对准，2）取决于电荷载流子方向的同时供体和受体特性，3）电荷转移激子类型，4）电极的诱导极化，导致阳极和阴极的显著功函数变化-分别在+/-1.5eV左右。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall
Conical Intersections Shed Light on Hot Carrier Cooling in Quantum Dots
本文通过圆锥交叉级联模型，解释了不同表面配体量子点中热载流子冷却的超快动力学，揭示了配体通过电子或振动耦合影响弛豫行为的机制。
2025-08-10 cond-mat.mes-hall
Efficient phonon cascades in hot photoluminescence of WSe$_2$ monolayers
光激发的载流子的能量弛豫是光电子学中重要的基本问题，并且对于单层（1 L）过渡金属硫属化物（TMD）的性能至关重要。我们测量了在接近激光激发能（低至~ $\sim$ 0.6meV）的1 L-WSe $_2$中的光散射和发射。我们检测到一系列周期性的最大热光致发光强度，源于高于A-激子状态的能量状态，除了尖锐的，非周期性的拉曼线相关的声子模式。我们发现一个周期$\sim$ 15毫电子伏的峰值低于（斯托克斯）和以上（反斯托克斯）的激光激发能。我们检测到7个最大值从78 K到室温的斯托克斯信号和5个反斯托克斯，强度随温度的增加。我们将这些分配给声子级联，使载流子在自由载流子间隙中的真实状态之间进行声子诱导的跃迁，在每一步中都有可能发生辐射复合。我们推断，在导带中的中间态的布里渊区的$Λ$谷参与1 L-WSe $_2$的级联过程。这些观测结果解释了载流子弛豫的主要阶段，这是迄今为止在时间分辨实验中无法获得的。这对于光电应用（如光电探测器和激光器）非常重要，因为它们决定了恢复率，从而决定了器件的速度和效率。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-tomography of entangled photon pairs by quantum-dot cascade decay
我们计算了半导体量子点双激子级联衰变产生的偏振纠缠光子对的同时纠缠度。我们展示了腔诱导的光子速率发射的增加如何减少点退相和激子精细结构的不利影响。然而，强大的点腔耦合和有限的检测效率，以减少所需的级联衰减的相关性相对于竞争过程。这影响了纠缠光子对源的优点，超出了量子层析成像的估计。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall
Entangled photon pairs from a quantum dot cascade decay: the effect of time-reordering
受限载流子之间的库仑相互作用消除了量子点激发光谱中的简并。这提供了双激子级联衰减中的路径信息，从而破坏了发射光子对的能量偏振纠缠。我们从理论上分析了跨代（AG）的颜色重合的策略，最近提出的替代以前，代内（WG）的方法。我们模拟系统动力学和计算的关联函数内的密度矩阵形式主义。这允许估计可通过偏振层析成像实验访问的量，并且进入双光子并发的表达式。我们确定的AG方法内的最佳参数，以及相应的最大值的并发。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall
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
Theory of Current Noise and Photon Noise in Quantum Cascade Lasers
本文提出了量子级联激光器中光子数涨落和电流噪声的综合模型。结果表明，量子级联激光器中的光子强度噪声表现出很小的振幅压缩，即使在驱动电流中的噪声被抑制到低于散粒噪声值。这与带间半导体二极管激光器形成对比，在带间半导体二极管激光器中，通过对驱动电流中的波动的高阻抗抑制，激光强度噪声可以被压缩到远低于散粒噪声极限。本文提出的理论模型自洽地解释了由于各种电子关联对多量子阱结构中电子输运电流噪声的抑制。这些电子相关性的性质进行了讨论。阐明了子带间激光器中光子数压缩减小的机理。还描述了激光强度噪声和电流噪声与级联增益级的数量的缩放。研究了量子级联激光器的直流调制响应，结果表明，与文献中对这些激光器的太赫兹调制带宽的预测相反，文献中报道的几乎所有量子级联激光器的带宽都受到激光腔内光子寿命倒数的限制，只有几十GHz.
2001-08-14 cond-mat.mes-hall
Terahertz radiation from accelerating charge carriers in graphene under ultrafast photoexcitation
我们研究了直流电场作用下石墨烯中超快光激发载流子的加速产生太赫兹辐射。我们的模型是基于计算的瞬态电流密度从依赖于时间的分布函数，这是确定使用玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似。我们包括与时间相关的产生的载流子的泵浦脉冲通过求解的载流子产生率使用布洛赫方程的旋转波近似（RWA）。线性偏振泵浦脉冲在$k_x-k_y$平面中产生光激发载流子的各向异性分布。玻尔兹曼方程中的碰撞积分包括通过载流子-载流子散射导致载流子的\textit{thermalization}到晶格温度以上的有效温度的项，以及通过非弹性载流子-声子散射导致能量弛豫的\textit{cooling}项。辐射信号与瞬态电流密度的时间导数成比例。尽管石墨烯中的所有载流子的速度的大小是相同的，但是由于光激发载流子在外部电场中的速度的\textit{direction}以及光激发载流子的速度的\textit{cooling}在亚皮秒时间尺度上的变化，仍然存在来自光激发载流子的具有THz范围内的频率分量的发射辐射。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall
Real-time GW: Toward an ab initio description of the ultrafast carrier and exciton dynamics in two-dimensional materials
我们证明了$GW$方法的时间线性标度公式的可行性[物理评论快报。{ \bf 124}，076601（2020）]，用于光驱动二维材料的{ \it ab initio}模拟。在Bloch态的基础上，推导了含时的$GW$方程，并进行了数值求解。我们解决光激发石墨烯中的载流子倍增和弛豫问题，并发现与马尔可夫玻尔兹曼方法预测的典型指数行为的偏差。对于共振泵浦的半导体，我们发现了一个自维持的屏蔽级联，导致相干激子的莫特跃迁。我们的研究结果提请注意的重要性，非马尔可夫和动态屏蔽效应的平衡现象。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Very Slow Cooling Dynamics of Photoexcited Carriers in Graphene Observed by Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy
利用光泵太赫兹探测光谱技术，研究了不同温度下石墨烯中光激发载流子的弛豫动力学。我们发现，在较低的温度下，尾部的弛豫瞬态测量的差分探针传输变得更慢，在低于50 K的温度下延伸超过几百皮秒。我们解释所观察到的弛豫瞬变，由于通过声子发射的光激发载流子的冷却。光激发载流子在低温下的缓慢冷却归因于电子和空穴能量分布的大部分移动到足够接近狄拉克点，使得通过光学声子发射的载流子的带内和带间散射对于从载流子中去除热量变得低效。我们的模型，其中包括带内载流子散射和带间载流子的复合和产生，同意非常好的实验观察。
2011-08-13 cond-mat.mes-hall
Energy Flows in Graphene: Hot Carrier Dynamics and Cooling
热载流子的长寿命可以在材料中产生质的新型响应。这些反应的幅度和时间尺度反映了支配能量流动的机制。我们研究了两个过程的微观结构，这两个过程是能量传输的关键，重点是由于石墨烯独特的材料特性组合而产生的不寻常行为。一个是热载流子产生在其光激发动力学，其中热载流子通过俄歇型载流子-载流子散射级联倍增。热载流子的产生通过升高的电子温度表现出来，可以通过各种方式获得，特别是光学电导率测量。另一个高度关注的过程是电子晶格冷却。我们考察了不同的冷却途径，并讨论了动量守恒的电子-声子散射途径所产生的冷却瓶颈。我们展示了如何通过高阶碰撞-超碰撞-来缓解这个瓶颈，并研究了石墨烯中可能发生的各种超碰撞过程。
2014-10-20 cond-mat.mes-hall
Cooling of photoexcited carriers in graphene by internal and substrate phonons
我们研究了热载流子的能量弛豫石墨烯的光激发通过耦合到本征和远程（衬底）的表面极性声子使用玻尔兹曼方程的方法。我们发现，在常用的极性衬底上的石墨烯中的热光生载流子的能量弛豫，在大多数情况下，是由远程表面极性声子。我们还计算了能量弛豫过程的关键特性，如瞬态冷却时间和稳态载流子温度和光载流子密度，它们分别决定了热电和光伏光响应。衬底工程可以是一个有前途的路线，以有效的光电子器件驱动的热载流子动力学。
2012-08-14 cond-mat.mes-hall
Graphene vertical cascade interband terahertz and infrared photodetectors
我们提出并评估了垂直级联太赫兹和红外光电探测器的基础上，多个石墨烯层（GL）结构与薄隧道势垒层（由二硫化钨或相关材料制成）。光电探测器操作与从GL中的价带到相邻GL中的导带的级联辐射电子跃迁（带间和GL间跃迁）相关联。本文计算了在较宽的温度范围内，不同GL数和不同掺杂水平的垂直级联带间GL光电探测器（I-GLPD）在不同偏压下的响应率和探测率随光谱的变化关系。我们显示了一个有效的操纵的光谱特性的可能性所施加的电压。光谱特性还取决于GL掺杂水平，这开辟了在多色系统中使用I-GLPD的前景。I-GLPD的优点在于对垂直入射辐射的敏感性、暗电流的温度依赖性弱以及工作速度快。与量子阱子带间光电探测器的比较表明，I-GLD具有更好的室温探测性能和更高的探测速度。垂直级联I-GLD在速度上也可以超过横向p-i-n GLD。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Negative photoconductivity and hot-carrier bolometric detection of terahertz radiation in graphene-phosphorene hybrid structures
研究了太赫兹辐射对石墨烯（G）-磷（P）混合结构电导率的影响，提出并评价了基于GP沟道的GP-横向二极管（GP-LD）和GP-场效应晶体管（GP-FET）的热载流子非制冷测辐射热光电探测器。GP-LD和GP-FET光电探测器的操作与由于带内跃迁而在G层中吸收的入射辐射引起的载流子加热相关联。载流子加热导致载流子的显著部分迁移到P层中。由于P层中载流子的迁移率相对较低，它们的主要作用与载流子散射的显著增强相关联。GP-FET测辐射热光电探测器的特性由栅极电压有效地控制。GP沟道的强负导电性可以提供与仅具有G沟道的测辐射热计相比高得多的THz热载流子GP-LD和GP-FET测辐射热光电探测器的响应度。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Radiative cascade from quantum dot metastable spin-blockaded biexciton
我们从中性半导体量子点中探测到一种新的辐射级联。级联起始于亚稳态双激子态，其中空穴形成自旋三重态配置，Pauli阻断从弛豫到自旋单重态基态。三重态双激子有两条光子-声子-光子衰减路径。与其中两个光子共线偏振的单重态-基态双激子辐射级联不同，在三重态双激子级联中，它们交叉线偏振。我们测量了双光子偏振密度矩阵，发现当中间激子从激发态弛豫到基态时，所发射的声子保持了激子的自旋。因此，声子除了它的能量之外，不携带任何关于哪条路径的信息。然而，纠缠蒸馏光谱过滤被发现是相当无效的级联。这种缺陷是由于激发态激子中的各向异性电子-空穴交换相互作用与基态激子中的相反。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall
Collinear scattering of photoexcited carriers in graphene
我们提出了一个明确的可解模型的共线散射光激发载流子在本征石墨烯的单色光照射。我们发现共线散射率与光生载流子能量成正比，并推导出相应弛豫时间的解析表达式。结果与最近的数值预测[Mihnev et al. Nat. Commun. Vol.7，11617（2016）]，并且能够描述在低能量下的光生载流子演化，其中光学声子上的散射被强烈抑制。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
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
Can impact excitation explain efficient carrier multiplication in carbon nanotube photodiodes?
我们解决了最近的实验（Science 325，1367（2009）），其报道了在载流子倍增阈值（准粒子带隙的两倍）附近的光子能量下碳纳米管光电二极管中电子-空穴对的高效倍增。这一结果是令人惊讶的，在最近的实验和理论工作的多激子产生在其他受限制的材料，如半导体纳米晶体。我们提出了一个详细的机制，载流子动力学和碰撞激发的基础上，导致高效的电子空穴对倍增。我们讨论了重要的时间和能量尺度的问题，并提供了温度和二极管的长度的作用的分析。
2010-05-15 cond-mat.mes-hall
Generation of photovoltage in graphene on a femtosecond time scale through efficient carrier heating
石墨烯是一种很有前途的超快和宽带光电探测材料。早期的研究解决了基于石墨烯的光热电器件的一般操作，以及皮秒量级的开关速度，其受到载流子冷却时间的限制。然而，光电压的产生可以以快得多的时间尺度发生，因为它与载流子加热时间相关联。在这里，我们测量光电压产生时间，发现它快于50飞秒。作为这种超快光电探测器的原理证明应用，我们使用石墨烯直接测量，电气，亚50飞秒激光脉冲的脉冲持续时间。载流子加热是超快的观察表明，来自吸收光子的能量可以有效地转移到载流子热。为了研究这一点，我们检查了光谱响应，并发现在500和1500 nm之间的恒定光谱响应度。这与有效的电子加热是一致的。这些结果是有希望的超快飞秒和宽带光电探测器的应用。
2015-04-24 cond-mat.mes-hall
Semiconducting-to-metallic photoconductivity crossover and temperature-dependent Drude weight in graphene
我们利用光泵太赫兹探测光谱研究了石墨烯在不同栅控载流子浓度下的瞬态光电导。我们证明了石墨烯在零载流子密度附近表现出半导体正光电导性，在高载流子密度下，这种半导体正光电导性与金属负光电导性交叉。我们的意见占考虑光诱导的德鲁德重量和载流子散射率的变化之间的相互作用。值得注意的是，我们观察到多个符号的变化，在低载流子密度的时间光电导动力学。这种行为反映了Drude重量的非单调温度依赖性，这是无质量狄拉克费米子的独特性质。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall
Experimental Data Confirm Carrier-Cascade Model for Solid-State Conductance across Proteins
针对金属电极间蛋白质薄膜电导近恒定的现象，提出基于广义Landauer公式的载流子级联模型，其活化能为HOMO与HOMO-1或LUMO+1与LUMO能级差，实验与DFT理论计算完美匹配验证了该机制。
2024-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Correlations between cascaded photons from spatially localized biexcitons in ZnSe
辐射级联发射相关光子对，为纠缠光子的产生提供了途径。因此，半导体中杂质原子的辐射级联的实现是量子光产生的领先平台，将为纠缠光子对源的发展提供新的途径。在这里，我们展示了一个辐射级联的双激子在ZnSe量子阱中的杂质原子复合物的衰变。发射的光子显示出清晰的时间相关性，揭示了级联的时间顺序。我们的研究结果建立了杂质原子在ZnSe作为一个潜在的平台，光子量子技术使用辐射级联。
2022-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement swapping with energy-polarization entangled photons from quantum dot cascade decay
我们从理论上研究了基于量子点作为纠缠光子对源的纠缠交换过程的效率。影响这种效率的四光子干涉可能受到精细结构分裂和级联光子之间的时间相关性的限制，这提供了哪条路径的信息。光谱不均匀性的影响也被认为是，和一个可能的量子擦除实验的情况下，相同的点进行了讨论。
2014-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Active reset of a radiative cascade for superequilibrium entangled photon generation
从级联少能级系统发射的纠缠光子的产生率本质上受到辐射跃迁寿命的限制。在这里，我们通过一种基于辐射级联主动重置的新型驱动机制，克服了量子点纠缠光子对的这一限制。我们从理论上和实验上证明了驱动制度，使纠缠光子对的产生具有更高的保真度和强度相比，最佳的连续驱动的平衡态。最后，我们在1.15GHz的时钟频率下，通过电学方法产生了总保真度为$(79.5 \pm 1.1)\%$的纠缠光子对。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Evidence for Extraction of Photoexcited Hot Carriers from Graphene
我们报告的非平衡热载流子提取石墨烯的栅极依赖的光电流研究的证据。与连续波激光激发相比，飞秒脉冲激光激发的扫描光电流表现出不寻常的门依赖性。功率依赖性研究进一步证实，在金属/石墨烯接触处提取的光载流子是非平衡热载流子。热载流子提取被发现是最有效的狄拉克点附近的载流子寿命达到最大。这些观测结果不仅为石墨烯的热载流子提取提供了证据，而且为石墨烯基热载流子光电子学的发展打开了大门。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field control of photon indistinguishability in cascaded decays in quantum dots
本文提出通过外加电场调控量子点双激子-激子级联跃迁的寿命比，从而提升级联发射光子的不可分辨性，实验表明其不可分辨性随电场增强而提高且线宽保持接近变换极限，有利于多光子干涉应用。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Evolution of photo-excited carrier distribution from anisotropic to isotropic and isotropic photon absorption in graphene
飞秒时间分辨光谱使用400 nm泵浦和800 nm探测CVD生长的多层石墨烯提供了强有力的证据，为初始弛豫后的光激发载流子的各向同性分布。这种各向同性分布的指示是来自泵浦-探测测量的差分反射率（\DeltaR /R）和透射率（\DeltaT /T）的泵浦偏振独立性。与[arXiv. 1301.1743v3（2013）]，时间分辨光谱的这些泵浦偏振依赖性证实了光激发载流子分布随着载流子弛豫从各向异性到各向同性的演变。并且，石墨烯的吸光度对于面内和面外光场是相同的。无论载流子在动量空间中的分布如何，载流子填充效应对面内光场和离面光场的影响是一致的。石墨烯/石墨中ps动力学信号的符号反转不应与载流子直接相关。
2013-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
The effect of photo-generated carriers on the spectral diffusion of a quantum dot coupled to a photonic crystal cavity
实验观察了光生载流子对耦合到光子晶体（PC）腔中的量子点（QD）光谱扩散的影响。在该系统中，光谱扩散部分地由PC的蚀刻表面上的电荷波动引起。我们发现，这些波动可能会被抑制的光生载流子，导致测量的量子点线宽减少了约2倍的光生载流子不存在的情况下相比。这一结果证明了一种可能的手段，在QD-PC腔系统中的光谱扩散的影响，因此可能是有用的量子信息应用中，窄QD线宽的期望。
2011-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temporal CW polarization-tomography of photon pairs from the biexciton radiative cascade: theory and experiment
本文通过Lindblad模型与36种时间分辨偏振关联测量，研究了连续波激发下半导体量子点双激子级联光子对的偏振时间相关性，理论与实验高度吻合。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast terahertz conductivity in epitaxial graphene nanoribbons: an interplay between photoexcited and secondary hot carriers
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
研究发现石墨烯窄带中光电导性随泵浦能量变化呈现非单调特性，由光激发载流子与二次热载流子的相互作用主导。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The impact of hot charge carrier mobility on photocurrent losses in polymer-based solar cells
无序有机系统中电荷提取的典型特征是分散传输，这意味着对器件性能产生负面影响的载流子迁移率的分布。色散输运通常被理解为源自热载流子的时间依赖性迁移率，其随着在态密度的弛豫期间过量能量的损失而降低。与此相反，我们通过光子能量，电场和膜厚度的载流子迁移率的独立性，在有机太阳能电池中的色散光电流起源于不从多余的能量在热载流子热化过程中的损失，而是从载流子密度的损失，在运输过程中的陷阱状态。我们的研究结果强调，进一步的努力应该是针对最小化陷阱态密度，而不是控制在态密度内的热载流子的能量弛豫。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Carrier Heating and Negative Photoconductivity in Graphene
利用超快太赫兹技术研究了石墨烯的负光电导特性。采用红外透射法测定了p型CVD石墨烯样品的费米能级、载流子密度和迁移率。使用可调谐中红外泵浦的时间分辨太赫兹光电导测量在0.35eV到1.55eV之间的光子能量下探测这些样品，大约是样品费米能量的一半到三倍。虽然带间光跃迁在石墨烯被阻止的泵浦光子能量小于费米能量的两倍，我们观察到负光电导在所有的泵浦光子能量的调查，表明带间激发是不需要观察到这种效果。我们的研究结果是一致的热化自由载流子的人口，电子-声子散射冷却，但不一致的负光电导模型的基础上人口反转。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cascade of Phase Transitions and Dirac Revivals in Magic Angle Graphene
魔角附近的扭曲双层石墨烯表现出非常丰富的电子相关物理，显示绝缘，磁性和超导相。在这里，使用测量的本地电子的可压缩性，我们发现，这些阶段起源于一个不寻常的序列的带种群的高能量状态。作为载体被添加到系统中，而不是填补所有四个自旋和谷味平等，我们发现，人口发生通过一系列尖锐的相变，这似乎是强烈的非对称跳跃的电子压缩性附近的整数填充的莫尔晶格。在每一次跃迁中，一个单一的自旋/谷味从其部分填充的对等体中带走所有载流子，将它们“重置”回电荷中性点附近。其结果是，在电荷中性附近观察到的Dirac-like字符在每个整数填充后重新出现。测量填充因子1附近的化学势的面内磁场依赖性揭示了大的自发磁化，进一步证实了对称性破缺级联的这一图像。的序列的相变和狄拉克复苏的温度远高于超导和相关的绝缘状态的发病观察。这表明，我们在这里揭示的状态，具有强烈的破缺电子味对称性和复活的Dirac类电子特性，是魔角石墨烯物理学中的关键角色，形成了更脆弱的超导和相关绝缘基态出现的母态。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Temperature dependent dynamics of photoexcited carriers of Si2Te3 nanowires
我们报告的光激发载流子在Si2Te3纳米线在不同的温度和激发功率的动力学的光学研究。以金为催化剂，采用化学气相沉积法在硅衬底上制备了Si2Te3纳米线。在低温和室温下，Si_2Te_3纳米线的光致发光光谱主要由与缺陷和表面态相关的发射主导。我们观察到光激发载流子的衰减时间在低温下很长（> 10 ns），在室温下变短（< 2 ns）。此外，载流子衰减时间在高激发速率下变得更快。光激发载流子衰减速率的加速表明在高温和高激发功率下的热猝灭以及非辐射复合。我们的研究结果已经定量阐明了对理解和控制Si2Te3纳米结构中的电子态的光电应用是重要的衰变机制。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Correlations and entanglement of microwave photons emitted in a cascade decay
激发的发射体通过将光子辐射到电磁场的量子化模式中而衰减，该过程称为自发发射。如果发射器被驱动到更高的激发态，则其在级联衰减中辐射多个光子。原子和双激子级联已经被利用作为偏振纠缠光子对的来源。因为光子是连续发射的，所以它们的强度在时间上是强烈相关的，正如在双光束符合实验中测量的那样。也许不那么直观，它们的相位也可以相关，只要确定性地将单个发射器制备成叠加态，并且以相位敏感的方式并且以高效率检测所发射的辐射。在这里，我们已经满足了这些要求，通过使用超导人造原子，相干驱动到其第二激发态和衰减到一个明确的微波模式。我们的研究结果突出了级联衰减的相干性，并展示了一种新的协议，产生巡回场模式之间的纠缠。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Competing Ultrafast Energy Relaxation Pathways in Photoexcited Graphene
对于石墨烯的大多数光电应用，彻底理解光激发载流子的能量弛豫过程是必不可少的。石墨烯中的超快能量弛豫通过两种相互竞争的途径发生：载流子-载流子散射（产生升高的载流子温度）和光学声子发射。目前，还不清楚是什么决定了主要的弛豫途径。在这里，我们达到了一个统一的图片的超快能量弛豫的太赫兹光电导，而变化的费米能量，光子能量，并在很宽的范围内的注量。我们发现，足够低的能量密度（$\lesssim$ 4 $μ$ J/cm $^2$）与足够高的费米能（$\gtrsim$ 0.1 eV）一起引起能量弛豫，主要由载流子-载流子散射，这导致有效的载流子加热。在增加注量或降低费米能量时，载流子加热效率降低，这可能是由于能量弛豫越来越多地由声子发射主导。通过载流子-载流子散射的载流子加热解释了在太赫兹频率下观察到的掺杂石墨烯的负光电导性。我们提出了一个简单的模型，再现了广泛的费米能级和激发能的数据，并使我们能够定性地评估两个不同的弛豫途径之间的分支比取决于激发通量和费米能量。
2014-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overcoming the Hong-Ou-Mandel interference limitation for the second photon from a two-photon cascade
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
本文研究半导体量子点级联发射中第二光子的Hong-Ou-Mandel干涉限制，证明其源于时间重叠减少，并通过发射后同步恢复最大干涉可见度，为量子网络提供解决方案。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics 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
Hot Carrier Dynamics in Photoexcited Gold Nanostructures: Role of Interband Excitations and Evidence for Ballistic Transport
利用金属纳米结构中的短寿命光激发电子-空穴对有可能定义光电子学的新阶段，从而能够控制用于光捕获、光检测和光致发光的非热机制。然而，到目前为止，这些光激发载流子的时空动力学和运输仅定性表征。等离子体激元激发已被广泛视为产生非热热载流子的有效机制。尽管有许多实验，结论性的证据阐明和量化的热载流子产生，运输和注入的全部动力学尚未报道。在这里，我们结合实验测量与耦合的第一性原理电子结构理论和玻尔兹曼输运计算提供前所未有的洞察内部量子效率，因此内部物理，热载流子在光激发金（Au）-氮化镓（GAN）纳米结构。我们的研究结果表明，在20 nm厚的Au纳米结构中产生的光激发电子冲击弹道上的Au-GaN界面。这一发现表明，热载流子的能量可以从金属纳米结构中利用，而不会通过热化而产生大量损失。测量和计算还揭示了金属能带结构在等离子体纳米天线的带间阈值以上的能量下的热载流子产生中的重要作用。综上所述，我们的研究结果推进了对现实尺度的金属纳米结构中的激发载流子动力学的理解，并为设计在弹道机制中操作的新型光电子器件奠定了基础。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
