Acoustically-driven surface and hyperbolic plasmon-phonon polaritons in graphene/h-BN heterostructures on piezoelectric substrates
石墨烯中的表面等离子体激元与极性基底中的表面声子强烈耦合，导致杂化表面等离子体激元-声子极化激元（SPPP）。我们证明，表面声波（SAW）可以用来发射传播SPPP在石墨烯/h-BN异质结构的压电基板上，如AlN，SAW诱导的表面调制作为一个动态的衍射光栅。与裸石墨烯/AlN系统相比，通过引入h-BN膜大大提高了光耦合的效率。h-BN中间层不仅显著改变了SPPP的分散性，而且还提高了它们的寿命。SPPPs的强化与石墨烯中诱导的较高载流子迁移率以及与h-BN和AlN表面声子的耦合有关。除了表面声子，双曲声子出现在多层h-BN膜的情况下，导致杂化双曲等离子体-声子极化激元（HPPPs），也介导的SAW。这些结果为工程SAW基石墨烯/h-BN等离子体器件和覆盖中红外到太赫兹范围的超材料铺平了道路。
2018-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron-phonon interaction and coupled phonon--plasmon modes
在考虑库仑屏蔽和电子-声子形变相互作用的情况下，发展了金属和重掺杂杂质半导体中电子-声子耦合系统的喇曼散射理论。载流子的玻尔兹曼方程。由于与载流子的相互作用，声子频率和光学耦合常数被重新标准化。其中涉及的$k-$依赖的半经典介电函数，而不是Lindhard-Mermin表达式。给出了不同载流子浓度和电子-声子耦合常数的计算结果。
2003-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Damping of coupled phonon--plasmon modes
在长波近似下，考虑了自由载流子对耦合声子-等离子体模色散和阻尼的影响。考虑了电子和声子的散射率以及朗道阻尼。
2002-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
THz lattice vibrations for active plasmonics with light: Ultrafast optical response in gold/telluride hybrid plasmonic crystals
固体中相干光学声子的激发为亚皮秒时间尺度上的光的超快调制提供了途径。在这里，我们报告的高效3.6太赫兹调制的光反射的混合金属/半导体等离子体激元晶体引起的晶格振动在几纳米厚的元素碲层。我们观察到，表面等离子体激元有助于显着的光诱导形成此薄层之间的界面碲基II-VI族半导体，如（镉，镁）碲或（镉，锰）碲，和一维金光栅。在泵浦-探测实验中，通过飞秒激光脉冲激发和探测$A_1$对称性的相干光学碲声子来监测界面成分的变化。等离子体光栅在半导体上的图案化增强了源自界面区域的瞬态信号。这允许监测层的形成和观察的声子频率的偏移所造成的限制的晶格振动在nm厚的隔离层。利用表面等离子体激元对相干光学声子的有效激发和检测可以通过信号强度对泵浦和探测脉冲的偏振及其光谱分布的依赖性来证明。
2015-11-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmonics of Topological Insulators at Optical Frequencies
纳米等离子体器件的发展，如等离子体电路和超材料超透镜在可见光到紫外线频率范围内，受到缺乏低损耗等离子体介质的阻碍。最近，在一类拓扑绝缘体中发现了强等离子体激元响应。本文采用第一性原理密度泛函理论研究了拓扑绝缘四元（Bi，Sb）2（Te，Se）3三硫族化合物的介电函数.体等离子体性质，占主导地位的带间跃迁，观察到从2-3 eV，并延伸到更高的频率。此外，在蓝色和UV波长下，三硫属化合物是比金和银更好的等离子体介质。通过分析薄板，我们还表明，这些材料表现出拓扑保护的表面状态，这是能够支持传播等离子体极化激元模式在一个非常宽的光谱范围内，从可见光到中红外线及以上，由于组合的表面间和内带跃迁。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron-plasmon and electron-phonon satellites in the angle-resolved photoelectron spectra of n-doped anatase TiO2
我们发展了一种基于多体微扰理论的第一性原理方法来研究电子与载流子等离子体激元之间的相互作用对高掺杂杂质半导体和氧化物电子性质的影响。通过电子自能的评价，我们同时考虑电子-等离子体激元和电子-声子耦合的角度分辨的光电子能谱，电子线宽和弛豫时间的理论计算。我们将这种方法应用于电子掺杂的TiO 2作为一个说明性的例子。模拟的光谱表明，电子等离子体激元耦合在TiO 2支持卫星形成的能量相媲美的极化光谱特征。然而，与声子不同的是，等离子体激元的能量及其光谱指纹强烈依赖于载流子浓度，揭示了等离子体激元和声子卫星之间复杂的相互作用。电子-等离子体激元相互作用约占总电子-玻色子相互作用强度的40%，这是提高与测量准粒子谱一致性的关键。
2018-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Electric fields-tuning plasmon and coupled plasmon-phonon modes in monolayer transition metal dichalcogenides
本研究理论探究了自旋轨道耦合下单层过渡金属二硫化物的等离激元及耦合模式的电场调控效应，发现频率随电场增强降低且各向异性弱，为其光电器件应用提供新调控途径。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralong Lifetime Plasmons on Picosecond Time Scale Enabled by Hybrid Plasmon-Phonon Polaritons
石墨烯等离子体激元对于在宽频域中工作的紧凑型光学器件具有极大的兴趣，其具有高速和非常低的能量消耗。然而，石墨烯等离子体激元在大多数衬底上迅速衰减，主要是由于来自衬底表面声子和杂质的散射损耗。在这里，我们发现了一种新的杂化等离子体声子极化激元模式在石墨烯/h-BN范德华异质结构，这使得超长的混合等离子体激元寿命高达1.6皮秒，最长的等离子体激元寿命有史以来证明。这种显著的长寿命来自于长寿命h-BN横向光学声子与石墨烯等离子体的耦合，石墨烯等离子体仅存在于单层异质结构中。我们的发现和理解这种未开发的混合模式提供了一种新的方法来调整等离子体激元的行为在频率，时间和空间域。这可能会引入一种新的范例，以产生具有超长寿命的高度受限等离子体激元，用于各种应用，如深亚波长超材料，超低损耗波导和超快光开关。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-phonon coupling in graphene
计算了单层和双层石墨烯的电子-声子耦合系统的集体激发，考虑了石墨烯中电子激发与衬底纵向光学声子模之间的非微扰库仑耦合.我们发现单层石墨烯中的等离子体-声子耦合在所有密度下都很强，但在双层石墨烯中，耦合仅在满足共振条件$ω_{pl} \approx ω_{ph}$的高密度下才有意义。这种差异来自于与石墨烯的手性相关的特殊屏蔽特性。等离子体-声子耦合解释了在长波长范围内测量到的准线性等离子体色散，从而解决了实验观测中的一个难题。
2010-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio phonon coupling and optical response of hot electrons in plasmonic metals
超快激光测量探测金属中激发电子的非平衡动力学，具有越来越高的时间分辨率。电子结构计算可以提供一个详细的微观热电子动力学的理解，但泵探测测量的参数自由的描述还没有可能，尽管深入的研究，因为电子-声子相互作用的唯象处理。我们提出了从头计算预测的电子温度依赖的热容量和电子-声子耦合系数的等离子体金属。我们发现从自由电子和半经验的估计，特别是在贵金属以上的瞬态电子温度为2000 K，因为以前被忽视的电子-声子矩阵元素对电子能量的强依赖性的实质性差异。我们还提出了第一性原理计算的电子温度依赖的介电响应的热电子在等离子体金属，包括直接带间和声子辅助带内跃迁，促进完整的理论预测的时间分辨的光学探针签名在超快激光实验。
2016-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Modulation of a surface plasmon-polariton resonance by sub-terahertz diffracted coherent phonons
相干亚太赫兹声子入射到沉积在电介质衬底上的金光栅上经历衍射，从而引起表面等离子体激元-极化激元共振的改变。这导致在等离子体激元-极化激元共振附近的可见光的结构的反射率的有效高频调制（高达110 GHz）。通过设计提供等离子体极化激元和声子共振的周期性纳米结构来实现高调制效率。我们的理论分析表明，等离子体激元极化激元共振的动态变化是由光栅内的高阶声子共振频率的狭缝宽度的调制。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced plasmon-phonon coupling in PbTe
本文报道了在直线加速器相干光源（LCLS）上，利用傅里叶变换非弹性X射线散射，在IV-VI族半导体PbTe中观察到的光致等离子体-声子耦合模。我们测量的近区中心色散的重屏蔽纵向光学（LO）声子分支提取的差分变化的X射线漫散射强度以下的带隙光激发。
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Raman scattering on phonon-plasmon coupled modes in magnetic fields
从理论上研究了强磁场中声子-等离子体激元耦合模的喇曼散射。在长波近似下计算了半经典和超量子磁场下的介电函数，并考虑了电子阻尼和光学声子的内禀寿命.拉曼散射在耦合模式的频率处以及在回旋频率的倍数处具有共振。分析了喇曼截面与载流子浓度的关系。
2004-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature effect on the coupling between coherent longitudinal phonons and plasmons in n- and p-type GaAs
纵向光学声子与等离子体激元之间的耦合对杂质半导体器件的性能起着至关重要的作用。在这项工作中，我们报告了一个比较调查的耦合温度和掺杂的n型和p型GaAs的依赖关系，通过使用超快光学声子谱。在p型GaAs中，在较低温度下观察到相干振荡的抑制，这与n型GaAs和其他材料明显不同，在这些材料中，相干振荡通过冷却而强烈增强。我们将这一意想不到的观察归因于耗尽层的深度的冷却诱导的伸长，其有效地增加了表面场的屏蔽时间，这是由于光激发载流子在p型GaAs中的缓慢扩散。这样的增加打破了产生相干LO声子的要求，并且反过来，由于它们在时间上的延迟形成，LO声子-等离子体激元耦合模式。
2018-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Many-body calculations of plasmon and phonon satellites in angle-resolved photoelectron spectra using the cumulant expansion approach
电子与晶格振动（声子）和集体电荷密度波动（等离子体激元）的相互作用深刻地影响了光电子能谱实验所揭示的固体光谱特性。例如，光电发射卫星是量子涌现行为的一个典型例子，它可能是由电子态与等离子体激元和声子的强耦合引起的。这些光谱特征的存在已经在跨越几个数量级（从50 meV到15-20 eV）的能量尺度上得到了验证，并且适用于广泛的化合物，如简单金属，半导体和高掺杂氧化物。在过去的几年中，累积量展开方法，随着GW近似和固体中的电子-声子和电子-等离子体激元耦合理论，已经发展成为一种预测和定量准确的方法，用于完全从第一原理描述电子-玻色子耦合的光谱特征，因此它已成为描述这些现象的最先进的理论工具。在这一章中，我们将介绍解释光电子谱中的等离子体和声子卫星所需的基本概念，并回顾了使用累积展开方法对这些特征进行第一性原理计算的最新进展。
2018-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon losses due to electron-phonon scattering: the case of graphene encapsulated in hexagonal Boron Nitride
封装在六方氮化硼（hBN）板之间的石墨烯片由于来自诸如库仑杂质和波纹的非本征无序源的非常有限的散射而显示出极好的电子性质。因此，这些样品有望成为在宽光谱范围内高度可调谐的低损耗等离子体激元的理想平台。在这篇文章中，我们提出了一个理论的集体电子密度振荡的石墨烯片封装在两个hBN半无限板（hBN/G/hBN）。石墨烯等离子体激元与hBN光学声子杂交，形成混合等离子体激元-声子（HPP）模式。我们专注于这些模式对石墨烯的声学声子和hBN光学声子的散射，预计在hBN/G/hBN堆叠中发挥关键作用的两个散射源。我们发现，在室温下，对石墨烯的声学声子的散射是hBN/G/hBN堆叠的主要限制因素，产生$50$-$60$的顺序的混合等离子体-声子模式的理论逆阻尼比，具有对载流子密度的弱依赖性和对照明频率的强依赖性。我们证实，等离子体激元的寿命是不直接相关的流动性：事实上，它可以是反相关的。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrasensitive acoustic graphene plasmons in a graphene-transition metal dichalcogenide heterostructure: strong plasmon-phonon coupling and wavelength sensitivity enhanced by a metal screen
针对实际异质结构中屏蔽石墨烯等离激元-声子极化激元耦合强度增强难的问题，本研究用量子静电异质结构模型证明金属衬底可增强其耦合强度与波长灵敏度，实现单层分辨率的异质结构探测。
2024-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Radiative tunneling and plasmon-phonon interaction in InP nanowire solar cell
该研究在低温InP纳米线太阳能电池中观测到辐射隧穿复合，并借助特征隧穿能量将其与场发射输运关联，同时揭示等离激元–声子相互作用对电池性能的重要影响。
2023-06-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Phonon spectral functions of photo-generated hot carrier plasmas: effects of carrier screening and plasmon-phonon coupling
研究了多组分热载流子等离子体中声子谱函数的光谱行为。电介质的极化函数的制定，使他们满足戴森方程的有效等离子体成分之间的相互作用。我们发现一个有用的总和规则，给出简单的等离子体物种之间的关系解决介电函数。考虑到极性和非极性光学声子，声学变形势，和压电库仑耦合的载波声子通道的各种声子谱函数的光谱分析。声子自能校正的影响在有限的温度范围内的随机相位近似扩展到包括动态屏蔽的影响，等离子体-声子耦合，和局部场校正的等离子体物种检查。我们提供了纤锌矿GAN中形成的光生电子-空穴等离子体的情况的数值数据。我们的研究结果表明，在多组分等离子体的介电响应和声子谱函数的等离子体物种的多样性的明确意义。
2016-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Control of carrier transport in GaAs by longitudinal-optical phonon-carrier scattering using a pair of laser pump pulses
利用飞秒泵浦脉冲对实现了GaAs中LO声子-等离子体激元耦合（LOPC）模的光学控制。类等离子体激元LOPC模式的弛豫时间显著依赖于泵浦脉冲对的分离时间（Δt）。特别是当Δt同时与纵向光学（LO）声子振荡的半周期相当并与类等离子体激元LOPC振荡的3/4周期共振时，它最大化。我们将这些观测结果归因于载波LO声子散射和类等离子体LOPC模式的弹道运动的修改。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Plasmons in Two-Dimensional Topological Insulators
我们使用无规相位近似分析二维拓扑绝缘体模型中的集体激发。在一个二维扩展的Su-Schrieffer-Heeger模型中，边缘等离子体激元激发与诱导的电荷密度分布定位在系统的边界处被发现在拓扑非平凡的阶段，分散类似于一维体等离子体激元在传统的Su-Schrieffer-Heeger链。对于二维散装集体模式，我们揭示了制度的增强带间波函数的相关性，导致特性硬化和软化的带间和带内体等离子体分支，分别。在二维的Halen-Chern绝缘体模型中，观察到纳米带结构中的手性、单向边缘等离子体激元，其特征在于有效的库仑相互作用截面。在二维Haldron模型中，体集体激发是由不同拓扑相的单粒子能带结构细节引起的。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of Plasmons in Doped Topological Insulators via Basis Atoms
拓扑非平凡系统中的集体激发近年来引起了人们的广泛关注。在这里，我们研究等离子体在苏-施里弗-Heeger模型的低能电子带只有部分填充，这样的系统是金属。使用随机相位近似，我们计算的带内和带间的极化函数，并确定从随机相位近似内的介电函数的体等离子体色散。我们发现，亚晶格的基态强烈影响的极化函数，从而控制系统的等离子体激元激发。通过改变这些局部轨道的实空间分离，因此可以经由带内和带间屏蔽过程之间的可调谐折衷来选择性地增强或抑制等离子体激元能量。具体地说，这种机制可以用来稳定无阻尼的高能量等离子体激元，已经在相关模型中报道。我们提出了如何在实验中控制和观察这些影响的方案。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Phonon Hybridization in Doped Semiconductors from First Principles
本研究针对掺杂半导体中等离激元与声子的非绝热杂化及相互屏蔽的第一性原理研究空白，通过将戴森方程转化为等效阻尼振子的频率无关动力学矩阵实现计算，结果与拉曼数据吻合，为相关光谱实验提供理论参考。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared absorption and Raman scattering on coupled plasmon--phonon modes in superlattices
我们从理论上考虑由薄的导电层之间的绝缘层空间分离形成的超晶格。利用麦克斯韦方程组分析了系统中两个耦合声子-等离子体模的色散，并考虑了延迟的影响。计算了有限平板的红外透射和半无限超晶格的红外吸收。反射率最小值由绝缘层中的纵向和横向声子频率以及耦合模式的密度态奇异性决定。我们还计算了半无限超晶格的喇曼截面。
2005-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized Plasmons in Topological Insulators
我们研究了在一个完全量子力学的方式如何多体激发光谱的拓扑绝缘体的存在下的长程库仑相互作用的影响。在一维的Su-Schrieffer-Heeger模型及其镜像对称变体中，观察到了强局域等离子体激元激发，这些激发起源于拓扑非平凡的单粒子态。这些\textit{"topological plasmons"}继承了它们的组成拓扑单粒子状态的一些特性，但是由于在极化函数中混合了非拓扑体单粒子状态，它们不能同样很好地防止无序。有效库仑相互作用的强度也被证明有强烈的影响等离子体激元模式。此外，我们展示了如何通过介电屏蔽和施加电场具有不同的对称性的外部修改可以用来研究拓扑等离子体，从而允许我们的原子预测的实验验证。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Transport Coefficients in Mono-layer MoS2 and WSe2 Role of Substrate, Interface Phonons, Plasmon, and Dynamic Screening
采用Rode迭代法求解Boltzmann输运方程和耦合的电流、热流方程，计算了两种新近出现的过渡金属二硫属化物（TMD）MoS2和WSe2的热电输运系数.考虑了局域施主杂质的散射、声学形变势、纵向光学（LO）声子和衬底诱导的远程声子模。研究了TMD等离子体激元与远声子模的杂化。研究了在电介质环境中TMD在线性极化响应下的动态屏蔽，计算了屏蔽后的电声子耦合矩阵元。解释了屏蔽效应和基片诱导的远程声子介导散射对上述材料输运系数的影响。输运系数得到三种不同类型的基板SiO2，Al2O3和HfO2的温度和掺杂密度的变化范围。热电性能的兴趣，包括塞贝克系数，珀耳帖系数，和电子热导率进行了计算。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot carrier dynamics in plasmonic transition metal nitrides
金属纳米结构中等离子体衰变产生的非平衡热载流子的提取是利用等离子体损耗的越来越令人兴奋的前景，但对具有长寿命载流子的最佳等离子体材料的研究正在进行中。过渡金属氮化物是一类令人兴奋的新型等离子体材料，与传统的贵金属相比具有优异的热性能和机械性能，但它们对等离子体热载流子应用的适用性仍然未知。在这里，我们提出了完全第一性原理计算的等离子体激元响应，热载流子的产生和随后的热化的所有IV，V和VI族过渡金属氮化物，充分占直接和声子辅助的过渡，以及电子-电子和电子-声子散射。我们发现在ZrN，HfN和WN中等离子体激元响应的最大频率范围，介于金和银之间，而我们预测VN，NbN和TaN在可见光谱中的最强吸收。热载流子的产生主要由直接跃迁的相关能量范围内的大部分在所有这些氮化物，而声子辅助的过程占主导地位，主要是为IV族氮化物的等离子体激元能量仅低于1 eV。最后，我们预测的最大热载流子寿命约为10 fs的IV和VI族氮化物，一个因素的3 - 4小于贵金属，由于强烈的电子-声子散射。然而，我们发现V族氮化物的载流子寿命更长，与银的NbN和TaN相当，而VN超过100 fs（银的两倍），使它们成为有效的热载流子提取的有希望的候选人。
2018-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Tunable light-matter interaction and the role of hyperbolicity in graphene-hBN system
面元氮化硼（hBN）是一种天然的双曲型材料，其也可以容纳高度色散的表面声子极化激元模式。在本文中，我们从理论上研究了石墨烯-hBN异质结构的中红外光学性质，这些异质结构源自它们的耦合等离子体-声子模式。我们发现石墨烯等离子体激元与两个Reststrahlen带的声子耦合不同，这是由于它们的不同双曲性。这也导致外部量子发射体和两个带中的等离子体-声子模式之间的明显不同的相互作用，导致其光谱的实质性修改。与石墨烯等离子体的耦合允许Purcell因子中的额外栅极可调谐性，以及其发射光谱中的窄下降。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Delayed formation of coherent LO phonon-plasmon coupled modes in n-type and p-type GaAs measured using a femtosecond coherent control technique
利用一对共线的飞秒激光脉冲进行了相干控制实验，以操纵p型和n型GaAs中的纵光学（LO）声子-等离子体激元耦合（LOPC）模。通过调节脉冲间隔，在两个样品中观察到了明显不同的响应。为了理解所得到的结果，提出了一个考虑延迟形成相干LOPC模式的唯象模型。该模型表明相干LOPC模的寿命起着关键作用，相干LO声子的干涉连续激发两个泵浦脉冲强烈影响相干LOPC模的操作。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plasmons in semiconductor and topological insulator wires with large dielectric constant
已知沿半径为$a$的细线延伸的等离子体激元的色散规律实际上是线性的。我们表明，在一个线的介电常数$κ$远大于其环境$κ_e$，这样的色散规律交叉到一个无色散的三维类法律时，等离子体激元波长变得短于长度$(a/2) \sqrt{(κ/κ_e)\ln(κ/2κ_e)}$的电场线从线退出到环境。这种情况发生在普通的半导体线和三维拓扑绝缘体线中。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong phonon-plasmon coupled modes in the graphene/silicon carbide heterosystem
我们报告了石墨烯中的电荷载流子等离子体激元$ω_{PL}$与下面的SiC（0001）衬底的表面光学声子$ω_{SO}$的强耦合，其具有在长波长极限（$q_\parallel \rightarrow 0$）中的低电子浓度（$n=1.2\times 10^{15}$ $cm^{-3}$）。能量依赖的能量损失谱给出了第一次明确的证据，两个耦合的声子等离子体模式$ω_\pm$之间的间隙$ω_{SO}$（$q_\parallel \rightarrow 0$）和$ω_{TO}$（$q_\parallel >> 0$），横向光学声子模式，与Fano型的形状，特别是较高的初级电子能量（$E_0 \ge 20eV$）分开。基于介电理论的简化模型能够模拟我们的能量损失谱以及两个耦合声子-等离子体激元模式$ω_\pm$的色散。相反，Liu和Willis [1]在他们最近的出版物中从他们的能量损失数据中假设没有间隙和具有单峰结构的不连续色散曲线。
2010-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron Mobility in Monoclinic β-Ga2O3 - Effect of Plasmon-phonon Coupling, Anisotropy, and Confinement
采用基于密度泛函微扰理论的晶格动力学计算、晶格模与集体等离子体激元振荡的耦合计算和基于玻尔兹曼理论的输运计算相结合的方法，研究了单斜β-Ga 2 O 3中的电子输运.等离子体激元与不同的纵向光学（LO）模式的强纠缠使得LO-等离子体激元耦合的作用对于传输至关重要。研究了体材料和二维电子气形式下β-Ga_2 O_3中电子迁移率与电子密度的关系。在高电子密度下，预测体迁移率为182 cm 2/ V.s，而在2DEG形式中，当远程杂质存在于界面处时，相应的迁移率为约418 cm 2/V.s，并且随着远程杂质中心远离界面而进一步提高。电子迁移率的变化趋势表明，在掺杂隔离电子沟道中实现高电子迁移率是有希望的。通过瞬态蒙特卡罗模拟跟踪实验观察到的迁移率的小各向异性。研究发现，红外活性声子模的各向异性是导致低场电子迁移率各向异性的原因。
2017-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon Soft Mode in an Organic-Inorganic Hybrid Perovskite
我们报告了氮杂环丁烷溴化铅（AzPbBr 3）中欠阻尼等离子体激元的非弹性光散射。等离子体激元是非常强烈的温度依赖性，并作为一个软模式的超导体-绝缘体相变附近TC> 150 K，证明了连续减少的空穴浓度np（T）的至少四个因素，并暗示了近三临界转变。等离子体激元频率和线宽同意独立的测量，和阻抗分析揭示了频率依赖性（建模的恒定相位元件，CPE），可以确定为由于电子-声子耦合。等离子体频率对（TC-T）的依赖性类似于磁性绝缘体中的磁振子或铁电体和铁弹体中的软横光学声子，或非线性调制绝缘体中的相位子。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Unified description of exciton, phonon and plasmon dispersions in 2D materials from an optical conductivity approximation
Università di Roma La Sapienza（罗马第一大学）；Istituto Nanoscienze – CNR, S3（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
本文提出光学电导率近似（OCA）统一框架，仅用q=0光学电导率描述二维材料中激子、声子和等离子体激元的线性色散，并在hBN和石墨烯上准确重现实验色散，提供高效计算低动量EELS数据的方案。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Low-loss two-dimensional plasmon modes in antimonene
利用密度泛函和多体微扰理论研究了自旋轨道和电子-声子耦合对掺杂单层Sb $_2$集体激发的影响.自旋-轨道耦合对于单层Sb $_2$是唯一重要的，并且它导致电子能带结构的重构。特别地，单层Sb $_2$的等离子体激元模式对SOC非常敏感，并且由于小的电子-声子散射而具有非常低的阻尼率。我们的研究结果表明，锑烯中的等离子体是显着较少的阻尼相比，单层石墨烯等离子体激元能量为$\hbar ω> 0.2$ eV，由于较小的等离子体-声子耦合在前者的材料。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Acousto-Plasmonics in Gold Nanoparticles Superlattice
我们报道了在等离子体金纳米粒子超晶格中GHz相干声学声子的产生和检测的研究。实验采用飞秒泵浦-探测的方法，通过超晶格的光学等离子体共振进行。我们的实验允许估计的集体弹性响应（声速），以及纳米接触的弹性刚度的估计。看起来，光诱导相干声学声子脉冲具有约45 nm的典型深度空间延伸，其大约是金中光学趋肤深度的4倍。瞬态光学反射率的建模表明，声子产生的机制是通过超快加热的体积等离子体激元的光激发的辅助下，实现的。这些结果表明，它是如何可能映射的光子-电子-声子相互作用的亚波长纳米结构。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Some formulae for evaluation of the polariton and plasmon frequencies, in materials
我们提出了计算声子极化激元，等离子体激元和等离子体激元频率的新关系，这不同于标准的关系。因此，我们研究了二维晶格中声子极化激元的频率，并将其应用到CuO_2晶格中。接下来，我们评估石墨烯和Cu 2D和Cu 3D金属中的等离子体频率。此外，我们评估的频率在Cu 2D/空气和Cu 3D/空气界面的表面等离子体激元。所得结果与实验数据吻合较好。此外，我们提出了之间的对应关系的潜在的向量和位移的振荡器。众所周知，二次量子化中算符的对易关系起源于用来描述电磁场的简谐振子。最后，我们提出了光子，声子和等离子体之间的比较。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel mid-infrared plasmonic properties of bilayer graphene
我们研究了Bernal堆叠双层石墨烯的中红外等离子体响应。与单层对应物不同，双层石墨烯可容纳光学活性声子模式和红外频率下的共振带间跃迁。它们强烈地改变了双层石墨烯的等离子体性质，导致Fano型共振、红外声子吸收的巨等离子体增强、光学透明性的窄窗口以及比经典等离子体更高能量的新等离子体模式。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio Van der Waals electrodynamics: polaritons and electron scattering from plasmons and phonons in BN-capped graphene
本文提出从头算模型研究范德瓦尔斯异质结中电子、等离激元与极性声子的动力学耦合，并应用于BN覆盖石墨烯，揭示声子-等离激元混合模式及其对电子散射的影响。
2025-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmons in single- and double-component helical liquids: Application to two-dimensional topological insulators
在无规相位近似下，通过计算密度-密度波、自旋-密度波和自旋-自旋波，研究了单组分和双组分螺旋液体（HL）模型中的等离子体激元激发。分析了单组分HL系统中时间反演对称性破缺对带内等离子体色散关系的影响，并与传统的准一维电子气和扶手椅型石墨烯纳米带的情况进行了比较.在单组分HL的密度-密度波耦合的自旋-密度和密度-密度波的双组分HL的等效性在这里显示和解释，除了带内和带间等离子体激元激发在这两个系统之间的差异。由于双组分HL在物理上可以被认为是二维拓扑绝缘体中的Kramers对，因此我们提出的具有破缺时间反演对称性的单组分HL模型（这是一种人工构造）可以被视为在这个意义上的“有效”模型，并且其预测可以在未来的实验中在现实系统中得到验证。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononic real Chern insulator with protected corner modes in graphynes
高阶拓扑绝缘体是近年来研究的热点。与传统的拓扑绝缘体不同，高阶拓扑绝缘体不一定需要自旋轨道耦合，这使得在无自旋系统中实现它们成为可能。在这里，我们研究声子在2D石墨族材料。通过第一性原理计算和拓扑/对称性分析，我们发现graphdiyne和$γ$ -graphyne中的声子都具有二阶拓扑结构，属于真正的Chern绝缘体.我们确定了非平凡的声子带隙，其特征在于非平凡的真实陈数启用的时空反演对称性。通过对有限尺寸纳米盘的计算，验证了受保护声子角模的存在。我们的研究将高阶拓扑的范围扩展到了真实材料中的声子。空间局域声子模式可以用于新的声子应用。
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Plasmons in topological insulator cylindrical nanowires
本文对拓扑绝缘体纳米线中的狄拉克磁等离子体激元进行了理论分析。我们讨论了一个圆柱形的几何形状，贝里相位效应诱导开放的间隙在中性点。考虑到表面电子波函数在以前的论文中介绍和内的随机相位近似，我们提供了一个解析形式的动态结构因子。色散和光谱权重的狄拉克等离子体的研究与不同的圆柱体的半径，表面掺杂，和外部磁场的强度。我们发现，在零表面掺杂，带间阻尼类等离子体激元激发形成在表面和生存在低电子表面掺杂（$\sim 10^{10} cm^{-2} $）。然后，我们指出，当外加接近半量子通量的磁场时，等离子体激元激发对Berry相隙闭合是敏感的。实际上，在施加磁场时，在较低能量下观察到明确的磁等离子体峰。最后，表面掺杂的增加诱导从阻尼带间到尖锐带内磁等离子体激元的交叉，如对于大半径和掺杂（$\sim 10^{12} cm^{-2}$）所预期的，其接近二维表面的适当极限。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photocurrent in graphene harnessed by tunable intrinsic plasmons
石墨烯在红外和太赫兹中的光学特性可以通过将石墨烯图案化为具有亚波长特征尺寸的周期性超材料来定制和增强。在这里，我们展示了石墨烯纳米阵列中的偏振敏感和门可调光电探测。利用的长寿命的混合等离子体声子模式的电子密度振荡和基板（SiO2）的表面极性声子的耦合激发。它们的激发由s-极化导致的共振光电流的数量级大于p-极化，激发电子-空穴对观察到的光电流。等离子体探测器表现出光致温度增加高达四倍的可比2D石墨烯探测器。此外，由于光激发的混合等离子体声子和电子的衰变通道的差异，光电流符号在最新的纳米阵列中变得偏振敏感。我们的工作提供了一个路径的光敏和频率选择性光电探测器的基础上石墨烯的等离子体激元激发。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Advances in momentum-resolved EELS of phonons, excitons and plasmons in 2D materials and their heterostructures
本文综述了动量分辨电子能量损失谱在二维材料及其异质结构中探测声子、等离激元和激子及其耦合的研究进展，强调其高分辨率和纳米级空间选择性。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport across metal-insulator interface via electron-phonon interaction
金属-绝缘体界面的热输运可以用电子-声子相互作用来表征，如果界面处的声子-声子耦合很弱，则电子引线耦合到声子引线。我们用非平衡格林函数方法研究了电子部分和声子部分之间的热导和整流流动。结果表明，热导率随平均温度或金属部分和绝缘体部分中声子引线之间的耦合强度的变化具有非单调性。金属-绝缘体界面表现出明显的热整流效应，这种效应可以随着平均温度或电子-声子耦合的变化而逆转。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ultrafast momentum-resolved visualization of the interplay between phonon-mediated scattering and plasmons in graphite
本研究开发时间-动量分辨电子能量损失谱技术，揭示石墨中不同尺寸光激发电子-空穴口袋对等离激元重整化的作用机制，验证了声子介导散射的贡献，为研究电子散射微观过程提供新手段。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononic topological insulators with tunable pseudospin physics
声子的有效控制对能量信息技术至关重要，但由于缺乏可调自由度（如电荷或自旋）而受到限制。在这里，我们建议利用晶体的自旋保护赝自旋作为新的量子自由度来操纵声子。值得注意的是，我们揭示了声子赝自旋和电子自旋之间的对偶性提出Kramers类简并和赝自旋自旋对应的自旋轨道耦合，奠定了基础的“赝自旋声子学”。此外，我们还报道了两种三维声子拓扑绝缘体，它们分别具有线性和二次带简并的拓扑保护的无隙表面态。这些拓扑表面态显示出非常规的声子输运行为归因于独特的赝自旋动量锁定，这是有用的声子电路，晶体管，天线等新兴的赝自旋物理提供了新的机会，发展未来的声子。
2018-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
