Atomistic modeling of the phonon dispersion and lattice properties of free-standing <100> Si nanowires
采用<100>基于原子力常数的修正价力场（MVFF）方法对硅纳米线（SiNW）中的声子色散进行了模拟。该模型复制体硅声子色散非常好。在硅纳米线中，除了四个类似声学的分支外，还出现了许多平坦的分支，这表明这些纳米线中存在强烈的声子约束，并强烈影响其晶格性质。的声速（Vsnd）和晶格热导率（kl）的减少，而由于增加的声子约束和表面体积比（SVR）的比热（Cv）增加的导线横截面尺寸减小。
2010-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modified valence force field approach for phonon dispersion: from zinc-blende bulk to nanowires
正确估计超尺度CMOS和热电半导体器件的热特性需要在这样的结构中进行精确的声子建模。本文详细介绍了用改进的价力场方法计算锌半导体中声子色散的方法。在引入适当的边界条件后，将模型从体材料扩展到纳米线材料。声子计算的计算需求随着导线横截面尺寸的增加而迅速增加。结果表明，纳米线的声子谱与体分散体有很大的不同。这表现在这些导线中不同的物理和热特性的形式上。我们相信，这种模型和方法将证明有利于在下一代超尺度半导体器件的晶格动力学的理解。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of the electron-electron correlation on phonon dispersions: failure of LDA and GGA functionals in graphene and graphite
我们使用各种从头算方法计算了石墨烯和石墨中选定声子模式的电子-声子耦合（EPC）。GW方法中包含的非局域交换相关效应使A $'_1$ { \bf K}模式的平方EPC相对于LDA和GGA近似中的密度泛函理论强重整化了近80 $%$。在GW中，A $'_1$ { \bf K}模式的声子斜率几乎是GGA和LDA中的两倍，与非弹性X射线散射和拉曼光谱的声子色散一致。混合B3 LYP泛函在{ \bf K}处高估EPC约30%。在Hartree-Fock近似下，石墨烯结构在{ \bf K}处的A $'_1$声子之后的畸变下显示不稳定性。
2008-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic Phonon Dispersion Engineering in Bulk Crystals via Incorporation of Dopant Atoms
报道了掺钕透明氧化铝晶体的布里渊-曼德尔谱研究结果. Nd原子的离子半径和原子质量与Al原子的离子半径和原子质量有明显的不同。我们的研究结果表明，即使是一个小浓度的Nd原子纳入氧化铝样品中产生的声学声子谱的深刻变化。在Nd浓度仅为~0.1%时，横向声学声子的速度降低~600 m/s。有趣的是，声子频率和速度随掺杂浓度的降低是非单调的。所获得的结果表明，修改的声学声子谱可以实现不仅通过纳米结构，但也通过掺杂热管理以及热电和光电子器件具有重要的意义。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unfolding the complexity of quasi-particle physics in disordered materials
准粒子的概念构成了我们对与量子力学多体相互作用相关的涌现现象的微观理解的理论基础。然而，无序材料中的准粒子理论已被证明是困难的，导致平均场解的优势。在这里，我们报告的第一性原理声子计算和非弹性X射线和中子散射测量等原子合金（NiCo，NiFe，AgPd和NiFeCo）与力常数占主导地位的障碍-面临一个关键的50岁的假设在所有的平均场准粒子解的非对角无序的哈密顿量。我们的研究结果揭示了存在一个大的，迄今未被认识到的，局部化学环境的物种对分辨力常数的分布上的影响，可以主导声子散射的障碍。这一发现不仅确定了一个关键的分析问题，对磁性合金中的其他基本激发（如磁振子和skyrmion）具有广泛的影响，而且还为超低热导率材料的设计提供了重要工具。
2019-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Mode-decomposition based on crystallographic symmetry in the band-unfolding method
带展开方法是从超原胞模型出发计算无序系统有效能带结构的一种常用方法。未折叠的能带结构显示了底层结构的晶体学对称性，其中忽略了化学成分的差异和局部原子弛豫。然而，仍然难以将未折叠的能带结构分解成基于基础结构的晶体学对称性的模式，因此，未折叠的能带结构的详细分析受到限制。在这项研究中，我们开发了一个程序来分解的展开能带结构根据小集团的小表示（SR）。为此，我们基于群表示理论导出了SR的投影算子。我们还介绍了另一种类型的化学元素的投影算子，这使我们能够分解的展开能带结构的化学元素的不同组合的贡献。利用现有的方法，我们研究了无序面心立方Cu 0. 75 Au 0. 25的声子能带结构.由于化学无序，Cu 0. 75 Au 0. 25的原子质量和力常数在原子位置之间有很大的变化.我们发现在未折叠的声子能带结构中出现了一些特殊的行为，如不连续和分裂分支。它们的出现是因为化学元素的不同组合导致了不同的频率区域。
2016-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Coherent interactions between phonons and exciton or exciton-polariton condensates
本文分析了半导体微腔中激子和激子-极化激元凝聚体与相干声波的相互作用。在k-无关相互作用近似下，得到了凝聚体-声子耦合系统激发色散的解析解。占k-依赖性的结果在一个更强的修改的色散，甚至在外观的“旋子不稳定性”区域。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and phonon dispersion of van der Waals layered ferromagnet Fe3GaTe2
该研究结合宽温压范围拉曼光谱与第一性原理计算，揭示 Fe3GaTe2 的声子模式来源，并首次观测到 vdW 铁磁体中的室温自旋—声子耦合。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of Landau levels in the phonon dispersion of Weyl semimetals
外尔半金属在置于磁场下时显示出不寻常的电子输运性质。在这里，我们研究如何磁场改变这些材料中的长波长晶格振动的动力学。为此，我们开发了一个理论的声子色散，其中包括贡献的手性和非手性朗道水平，电子-声子相互作用，电子-电子相互作用，和无序。我们预测（i）磁场诱导的光学声子和等离子体之间的杂交，（ii）避免交叉之间的赝标光学声子和电子激发来自非手征朗道能级，（iii）的声音传播和磁场之间的相对角度的急剧依赖的声速。我们比较我们的结果，最近的理论研究的签名的手征异常的声子动力学。
2019-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon dispersion in two-dimensional solids from atomic probability distributions
本文提出了一种谐波线性响应方法，通过有限温度下的平衡态模拟计算二维层状介质的声子色散关系。该方法基于系统的线性响应，该线性响应源自平衡路径积分模拟中的质心密度分析。在经典极限下，这种方法与那些通过原子涨落协方差矩阵对角化来研究振动性质的方法密切相关。该方法的有效性进行了测试，在计算的声子色散关系的石墨烯单层，石墨烯双层，和石墨烷。通过计算碳原子的动能、光学$E_{2g}$模式的振动频率和层的弹性模量随温度的变化关系，证明了石墨烯声子色散关系中的非谐效应.
2020-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Using the Callaway model to deduce relevant phonon scattering processes: The importance of phonon dispersion
材料的热导率$κ$是许多不同应用中的重要参数。$κ$的优化策略通常需要深入了解所研究材料的主要声子散射过程。Callaway模型被广泛地用作分析热导率$κ_l$的晶格部分的实验者的工具。在这里，我们调查如何从隐含假设的线性声子色散关系的偏差影响$κ_l$，进而有关的声子散射过程的结论。作为一个例子，我们表明半Heusler系统（铪，锆，钛）NiSn，依赖于Callaway模型在其最简单的形式，早先导致了误解的实验值分配低测量$κ_l$与非物理强声子散射在这些材料。相反，我们提出了一个更现实的声子色散曲线的实施，结合典型的声子散射过程的经验表达式，这导致更好的定量与理论和实验值的一致性。这种方法可以很容易地推广到其他材料与已知的声子色散关系。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Optimized Tersoff and Brenner empirical potential parameters for lattice dynamics and phonon thermal transport in carbon nanotubes and graphene
我们研究了常用的Tersoff和Brenner经验原子间势的背景下的声子分散在石墨烯。我们已经找到了一个参数集，为每个经验势，提供了改进的拟合一些结构数据和平面内的声子色散数据的石墨。这些优化的参数集产生的值的声学声子的速度与测量数据更好地吻合。它们还提供了单壁碳纳米管中的晶格热导率值，与从原始参数集获得的值相比，这些值得到了相当大的改善。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size effect of soft phonon dispersion law in nanosized ferroics
使用Landau-Ginsburg-Devonshire理论，我们推导并分析了纳米铁电体中软声子模的频率色散的解析表达式，并对薄SrTiO 3薄膜进行了数值计算。我们揭示了软声子空间色散对薄膜厚度的依赖关系中明显的“真”尺寸效应，并预测它会导致动态挠曲电耦合常数的“表观”或“假”尺寸效应
2018-12-16 cond-mat.mtrl-sci
The influence of elastic strain gradient on the upper limit of flexocoupling strength, spatially-modulated phases and soft phonon dispersion in ferroics
在Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）理论的框架下，研究了在方形弹性应变梯度存在下，序参量和弹性应变梯度之间的挠曲耦合对具有公度和非公度长程有序相的铁电体中空间调制相（SMP）稳定性的作用.对于任意应变梯度，自由能稳定性要求有平方弹性应变梯度。得到的解析表达式表明，静态体挠曲电效应强度的大小的基本上限，由Yudin和Tagantsev建立的平方弹性应变梯度和高阶梯度项下的情况下，应被取代的挠曲电耦合强度的梯度项的存在下的温度依赖性条件。此外，我们建立了SMP出现，并成为稳定的公度铁电体，如果flexocoupling常数超过临界值，定义的约化温度，应变和序参量梯度常数，收缩和膨胀系数在LGD功能。我们计算的软声子色散铁性材料的公度和非公度的长程有序相允许平方弹性应变梯度，以及静态和动态flexocoupling。结果表明，光模的色散对弯曲耦合的影响较小，而声模的色散对耦合强度的影响较大。结果表明，随着弯曲耦合常数的变化，光模和声模的色散出现了非平凡的差异。
2016-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
phq: a Fortran code to compute phonon quasiparticle properties and dispersions
在这里，我们介绍了一个Fortran代码，计算非谐自由能的固体从第一原理的基础上，我们的声子准粒子的方法。在这个代码中，声子准粒子的性质，即，从由分子动力学（MD）轨迹采样的模式的模式投影速度自关联函数（VAF）中提取重整化声子频率和寿命。使用重整化频率作为输入，代码接下来构造有效谐波力常数矩阵以计算整个布里渊区上的非谐波声子色散，从而计算热力学极限（$N \rightarrow \infty$）中的非谐波自由能。我们说明了使用这个代码来计算从头算温度依赖的非谐声子的金刚石结构中的硅。
2019-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of nanowire thermal conductivity using complete phonon dispersion relations
计算了晶态硅纳米线的晶格热导率。计算使用完全的声子色散，并且不需要任何外部施加的频率截止。不需要调整纳米线热导率测量。对于宽于35 nm的纳米线，得到了与实验结果良好的一致性。给出了一个关于传输函数的公式。此外，使用一个更简单的，nondispersive“卡拉威公式”，从完全分散体的角度进行了讨论。
2003-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio investigation of phonon dispersion and anomalies in palladium
近年来，钯已被证明是从纳米管场效应晶体管到先进储氢设备的关键组件。在这项工作中，我研究的声子色散的fcc Pd使用第一性原理计算的基础上密度泛函微扰理论。虽然过去有几个小组研究了钯的声学性质，但这是第一次以高精度和无可调参数再现声子色散和相关异常的研究。特别是，我专注于[110]方向的Kohn异常。
2007-10-30 cond-mat.mtrl-sci
The phonon dispersion of graphite by inelastic x-ray scattering
我们提出了完整的平面内的声子色散石墨从非弹性X射线散射，包括光学和声学分支，以及在布里渊区，实验数据迄今无法获得的$K$和$M$点之间的中频范围。进一步支持在$K$点存在Kohn异常。我们拟合的第五近邻力常数模型的实验数据，改进的力常数计算的声子分散在石墨和碳纳米管。
2007-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion of MoS$_2$
过渡金属二硫属化物如MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$近年来引起了极大的兴趣。它们是具有高度各向异性特性的范德华晶体，这允许单个层的剥离。它们卓越的物理性能使其在光电、自旋电子和谷电子器件中具有很好的应用前景。声子是许多基本物理过程的基础，如载流子和自旋弛豫或激子动力学。然而，在这些材料中的完整的声子色散关系的实验数据是缺失的。在这里，我们提出了声子色散的块状MoS $_2$的布里渊区的高对称方向，确定通过非弹性X射线散射。我们的研究结果强调了二维性质的MoS $_2$。在第一性原理计算的支持下，我们确定了声子位移模式，对称性和散射强度。这些结果将为今后的实验和理论工作奠定基础，这些工作涉及电子-声子相互作用、谷间散射以及相关二维材料中的声子。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin-phonon dispersion in magnetic materials
电子自旋和晶格振动之间的微观耦合是负责从简单磁体中的形态效应到多铁性尖晶石和赤铁矿中的磁介电耦合的一系列奇异性质。传统上，单个自旋-声子耦合常数被用来表征晶格对自旋的影响程度，但它很难完全捕捉到新的电磁行为。在这里，我们引入了自旋-声子色散的概念，以沿着声子晶体动量方向投影自旋矩变化，因此可以映射出整个自旋变化。与声子色散不同的是，自旋-声子色散具有正负两个频率分支（即使在平衡基态），分别对应于自旋增强和自旋减少。我们对bcc Fe和hcp Co的研究表明，自旋力矩阵，即自旋矩的二阶空间导数，与振动力矩阵相似，但其对角元素小于非对角元素.这导致了独特的自旋-声子色散。自旋-声子色散的概念将磁性材料中的传统Elliott-Yafet理论扩展到磁性材料中的整个布里渊区，从而为CoF $_2$和NiO等系统中的激发态打开了大门，其中在THz范围内检测到强自旋-晶格耦合。
2022-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroics: magnetic-compass lattice and optical phonon dispersions of dipolar crystals
我们报告一个简单的安全和有吸引力的教学演示磁罗盘，有利于直观的理解的概念，铁磁性和铁电性不单独从偶极-偶极相互作用。计算了3维简单立方偶极晶体和2维正方晶格偶极晶体的声子色散关系。后者的计算与证实反铁基态结构的罗盘演示相对应。讨论了三个光学声子频率的求和规则。还说明了纵光学声子的数学非解析性。
2006-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion of Mo-stabilized $γ$-U measured using Inelastic X-ray Scattering
我们测量了钼稳定的$γ-$ U的室温声子谱。色散曲线在H点q=[1/2，1/2，1/2]附近显示出不寻常的软化，这可能是由于$γ-$ U相的亚稳性或强的电子-声子耦合。在区域中心附近，频散曲线与理论吻合良好，但在远离区域中心处观察到显著差异。与理论和高温中子散射相比，实验声子态密度向更高的能量移动。$γ$ -UMo的弹性常数与体心立方元素金属的弹性常数相似。
2019-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Time-Resolved Phonon Dispersions of Thermally Excited Graphite at the Nanoscale
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
本研究结合动量分辨振动EELS与脉冲激光加热、同步门控电子探测，实现纳米尺度下石墨热激发的时间分辨声子色散测量，揭示温度对声子支的影响，为相关动力学探测提供新途径。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion Effects and the Thermal Conductivity Reduction in GaAs/AlAs Superlattices
利用精确的晶格动力学模型，对实验观察到的（GaAs）_n/（AlAs）_n（或n × n）超晶格（2x2）、（3x 3）和（6x6）结构的热导率沿生长轴的数量级减小进行了理论研究.由于超晶格的几何形状的声子色散关系的修改导致平坦的声子分支，因此较低的声子速度。这种效应被证明占的导热系数的三分之一的减少相对于体GaAs沿生长方向;其余的是可归因于声子寿命的减少。色散相关还原对温度（100 < T <300 K）和n相对不敏感。声子寿命的减少是最大的（2 × 2）结构和更大的界面散射一致。热导率的降低被证明是明显更敏感的GaAs/AlAs力常数的差异比那些与分子质量。
2000-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the "Waterfall" Effect in Phonon Dispersion of Relaxor Perovskites
钙钛矿弛豫铁电体PZN：8%PT的非弹性中子散射研究阐明了先前报道的低频横向声子色散曲线上的不寻常扭结（称为“瀑布”效应）的起源。我们表明，它的位置取决于布里渊区的选择，其位置的极性纳米区域的大小的关系是非常不可能的。观察解释的框架中的一个简单的模型耦合阻尼谐振子代表的声学和光学声子分支。
2003-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Measuring phonon dispersion at an interface
在异质界面的平移对称性的破坏导致出现新的声子模式本地化界面附近。这些界面声子在器件中的热/电输运性质中起着重要作用，特别是在微型器件中，其中界面可以支配器件的整个响应。因此，界面处的声子色散的知识对于器件设计和优化是高度期望的。虽然理论工作已经开始了几十年前，实验研究是完全缺席，由于在实现探测局域声子模式所需的综合空间，动量和光谱分辨率的挑战。在这里，我们使用电子能量损失谱在电子显微镜直接测量本地声子态密度和界面声子色散关系的外延CBN-金刚石异质界面。除了体声子模式，我们观察到声学和光学声子模式本地化的接口，和模式隔离远离接口。这些特征仅出现在界面周围约1 nm内。实验结果可以很好地再现从头计算。我们的研究结果提供了在异质界面晶格动力学的见解，应该是实际上有用的热/电工程。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion of confined optical phonons in semiconductor nanowires in the framework of acontinuum approach
在几年前发展起来的理论的基础上，讨论了Ge（Si）原型半导体纳米线的受限光学声子。在目前的工作中，这一理论适用于非极性材料，并推广到声子色散定律涉及波矢中的线性和二次项的情况。治疗被认为是沿着连续介质模型的线路，并导致耦合微分方程描述混合性质的振荡系统。将纳米线模型化为无限长圆柱体，得到了基本方程的解，从而得到了长波长光学声子的描述，这与实验数据和原子模型的计算结果更加吻合。所提出的理论应用于计算的光学声子在Ge纳米线。我们得到了各种光学声子模的色散曲线。在形变势近似下，我们还对模式进行了归一化，并讨论了电子-声子相互作用。
2006-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion curves and thermodynamic properties of α-Pu2O3
最近的非弹性X射线散射研究[Manley等人，Phys. Rev. B 85，132301（2012）]揭示了PuO 2的声子色散曲线与我们先前的密度泛函+ $U$结果相当一致[Zhang等人，B82，144110（2010）]。在本工作中，我们使用相同的计算方法，进一步获得了α-Pu_2 O_3的声子色散曲线。结果表明，α-Pu_2O_3中的Pu-O键比萤石型PuO_2中的弱，氧和钚原子的振动之间出现了频率差。根据PuO_2和α-Pu_2O_3的声子色散曲线和Helmholtz自由能，系统地计算了Pu、PuO_2和α-Pu_2O_3之间相互转化的反应能.结果表明，该体系的热力学平衡不仅与化学环境有关，而且与温度有关。高温和缺氧环境有利于α-Pu 2 O3的生成。
2012-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Phonon Dispersions for PbTe
我们报告第一性原理计算的声子色散的PbTe的观察到的结构和压缩。在实验晶格参数下，我们发现在带中心处的光学分支接近不稳定性，这与实验观察一致。这种模式也有很强的体积依赖性，它被压缩迅速地从不稳定性中赶走。讨论了这些结果与材料的热导率的关系。
2008-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Systematic Absences of Optical Phonon Modes in Phonon Dispersion Measured by Electron Microscopy
本研究利用扫描透射电子显微镜中的动量分辨振动光谱学，发现单层石墨烯在特定Γ点处光学声子信号系统性缺省，理论分析表明其源于不同基态原子散射波的完全相消干涉，该现象为材料局部振动性质的实验评估提供了新见解。
2024-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Lenosky's energy and the phonon dispersion of graphene
我们计算了由T. Albersky等人（Nature 355，333（1992））对晶格的自由能进行了计算。该模型不仅考虑了通常的键弯曲和拉伸项，而且还考虑了pz轨道可能的错位。我们将我们的结果与文献中使用的模型和现有的实验数据进行比较。我们表明，虽然这个模型提供了一个很好的描述在石墨烯的弯曲模式，一个额外的长期的能量是需要的，它能够正确地再现完整的声子色散超过伽马点。
2009-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion and lifetimes in MgB2
本文用非弹性X射线散射方法测量了MgB_2单晶中沿γ-A、γ-M和A-L方向的声子色散和线宽。我们用密度泛函理论计算了电子-声子耦合和非简谐性对线宽的影响，得到了与实验非常一致的结果。沿γ-A线发现E_2g声子模的反常展宽。对线宽的主要贡献总是电子-声子耦合。
2003-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phonon Dispersion Relation, High-Pressure Phase Stability and Thermal Expansion in YVO4
正钒酸盐可用作固定放射性废物的主体基质。这些材料的热力学稳定性对于它们在高温高压环境中的应用至关重要。有必要研究整个布里渊区中的声子，超出先前拉曼和红外实验中可获得的区中心声子。我们已经进行了广泛的中子非弹性散射实验，得到的声子色散关系的YVO 4高达65毫电子伏的高能量转移，使用单晶，这可能是第一次在任何orthovanadate化合物报道。所测得的声子色散关系与我们的第一性原理密度泛函理论以及壳模型计算结果符合得很好。锆石和白钨矿中声子模的压力依赖性计算结果表明，在高压下，声子模不稳定，违反了玻恩稳定性准则，这可能导致YVO4在高压下的不稳定性。我们还计算了大的各向异性的热膨胀行为，这是由各向异性的弹性和模式Grüneisen参数的差异。
2019-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion Calculation for Binary Alloys Using WDM Approach
采用密度泛函理论（DFT）计算研究了AgPd、Ni55Pd45、Ni95Pt05和Cu0.715Pd0.285金属间化合物的晶格动力学。利用加权动力学矩阵（WDM）计算了两个对称方向上的声子色散和声子态密度，并与虚晶近似（VCA）、超原胞方法和中子非弹性散射实验结果进行了比较。讨论了质量、力常数涨落和Ag浓度对AgPd晶格动力学的影响，并将WDM方法与超原胞方法进行了比较。通过WDM方法得到了金属间化合物中不同原子对之间的平均第一近邻（1NN）力常数。基于我们的结果，WDM方法与超原胞方法和中子散射实验数据吻合得很好。VCA在某些情况下高估，在其他情况下低估，第一原理频率。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Band Structure and Thermal Transport Correlation in a Layered Diatomic Crystal
为了阐明晶体的结构、热导率和声子色散特性之间的关系，对具有不同质量比的层状双原子Lennard-Jones晶体进行了分析。利用晶格动力学理论和分子动力学模拟预测了声子色散曲线和热导率。分层结构产生的方向依赖性的热导率低于那些预测的密度趋势单独。使用一组新的带图度量，这是用来评估声学声子和光学声子的热导率的贡献的色散特性进行量化。热导率随着声学模式的范围的增加而增加，并且随着阻带的范围的增加而减小。的热导率的带图度量的灵敏度是最高的在低温下，那里有较少的非谐散射，表明分散在该政权的热传输中起着更突出的作用。我们建议色散度量（i）提供色散和非谐散射对热输运的相对贡献的间接测量，以及（ii）将标准热导率结构-性质关系与结构-色散和色散-性质关系解耦，为更好地理解底层物理机制提供机会，并为材料设计提供潜在工具。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Non collinear Magnetism and Phonon Dispersion Relation in Vacancy Induced Phosphorene Monolayer
采用基于rst原理的从头算方法研究了磷分子单分子膜的电子、磁性和线性声子色散行为。磷烯单层膜是一种半导体系统，其禁带宽度随尺寸变化。空位被用来研究单分子层体系的几何和物理行为。计算中包括了纯单层、空位诱导单层和空位诱导掺杂单层。通过优化算法很好地检查了掺杂剂浓度，以保持单层系统的稀磁半导体行为。态密度和分态密度表示系统中各个轨道的贡献。在空位态和掺杂空位态中观察到带闭合性质，表明了扰动相的闭合致密态和金属行为。计算中同时考虑了反铁磁有序和铁磁有序，得到了这两种有序对系统物理性质的影响。根据声子振动态密度和线性色散关系，通过具有线性色散关系的费米面映射了朗道能级分布。线性声子态密度的结果与电子态密度的结果一致。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion of incoherent spectral features in systems with strong electron-phonon coupling
我们研究了掺杂载流子与声子强耦合系统的（逆）光电发射。利用绝热近似，我们发展了一种计算光谱的方法。这种方法对于在初始状态下可以忽略电子-声子耦合的系统特别简单，例如，未掺杂的t-J模型然后，该理论自然地解释了为什么电子-声子耦合只导致在没有电子-声子耦合的情况下计算的光谱加宽，而不改变色散。这是在协议与最近的角度分辨光电子能谱（ARPES）未掺杂的铜酸盐，它支持强电子-声子相互作用的解释。该理论还表明，对于在初始状态下具有强电子-声子耦合的系统，结果通常不能与没有电子-声子耦合的情况下获得的光谱相关联。
2004-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon spectrum, thermal expansion and heat capacity of UO$_2$ from first-principles
我们报告的声子色散谱，热膨胀，二氧化铀的热容的第一性原理计算。所谓的直接方法，准谐波近似的基础上，被用来计算电子结构的密度泛函框架内的声子频率。在理论平衡体积下计算的声子色散与实验色散吻合得很好。计算的声子态密度（DOS）比较合理，以及与测量数据，也计算的频率的拉曼和红外有源模式，包括LO/TO分裂。为了研究声子频率的压力依赖性，我们计算了几个晶格常数的声子色散。我们计算的声子谱表明由压力引起的光学和声学模式之间的间隙的开放。考虑声子对总自由能的贡献，用{ \it ab initio}计算了UO $_2$的热膨胀系数和热容.这两个量与温度高达约500 K的实验数据吻合得很好。
2011-10-05 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the dispersion of surface phonons of the unreconstructed and reconstructed Pt(110)
本文用密度泛函理论在局域密度近似下计算了Pt（110）的表面声子色散曲线，并用模守恒赝势在混合基近似下计算了Pt（110）的表面声子色散曲线。调用线性响应理论，并且考虑未重建的和缺失的行（1x2）重建的表面。我们发现，重建不是由声子不稳定性。大多数观察到的（1x2）结构的声子模式可以理解为（1x1）布里渊区到（1x2）表面的简单折叠。表面重构时声子频率的最大变化发生在（001）方向的带边界附近。详细比较了（1x1）和（1x2）表面的原子力常数以及它们的体相对应物，表明在三层之后达到体相值。我们的计算很好地再现了在块体中沿（110）方向观察到的Kohn反常。我们在表面上没有发现相应的效果。
2005-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Optical-like interference control polar-phonons dispersions in 2D materials
Imec（imec研究所）
利用镜像电荷框架，揭示介电边界条件通过类光学干涉控制二维材料极性声子色散，可恢复LO-TO分裂或面外模式等效现象。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion, Raman spectra and evidence for spin-phonon coupling in MnV$_2$O$_4$ from first-principles
尖晶石结构中的MnV $_2$ O $_4$已知表现出耦合的轨道和自旋有序，并且其拉曼光谱在其低温相中显示出有趣的异常。为了解释这种行为，涉及耦合自旋和声子的目标，我们确定在这里的自旋-声子耦合MnV $_2$ O $_4$从其声子谱的理论分析和它们的依赖于自旋有序和电子相关性，从第一性原理密度泛函理论计算。使用这些在分析的基础上的朗道类理论，我们发现的机制，在其低温阶段观察到的拉曼异常。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Raman and Infra-red properties and layer dependence of the phonon dispersions in multi-layered graphene
对称群分析应用于分类的声子模式的$N$ -堆叠石墨烯层（NSGL的）与AB-和AA-堆叠，特别是它们的红外和拉曼特性。在多层振动模型中计算了各种声子模式的色散，该模型从石墨烯的晶格振动势推广到包括NSGL中的层间相互作用。解释了实验报道的层内光学C-C伸缩模频率随层数变化的红移现象。一个有趣的低频层间光学模式被揭示为拉曼或拉曼红活性分别在偶数或奇数NSGL的。其频移对层数敏感，在10层左右达到饱和。
2008-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Phononic Thin Plates with Embedded Acoustic Black Holes
介绍了一类二维非共振单相声子材料，研究了其特殊的色散特性。这种材料由一个薄板状结构组成，其中嵌入了声学黑洞的周期性晶格。这些周期性锥形的使用允许实现显著的色散特性，诸如基模中的零群速度、负群折射率、双折射和模式各向异性。采用三维超原胞平面波展开法对色散特性进行了数值研究。研究了黑洞的锥型和剩余厚度等几何参数对色散特性的影响。
2014-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Acoustic impedance and interface phonon scattering in Bi$_2$Te$_3$ and other semiconducting materials
我们提出的第一性原理计算的声子色散的Bi 2 Te 3和讨论这些关系的声学声子界面散射在陶瓷中。声子色散与已知的中子散射的光学模式。我们发现广义梯度近似和局部密度的声学分支的结果之间的差异。这是当使用广义梯度近似时，Bi2Te3结构中的范德华键合间隙的人工压缩的结果。结果局域密度近似计算提供了一个更好的描述Bi $_{2}$ Te $_{3}$的声子色散。声频散的一个关键特征是速度中存在强各向异性。我们开发了一个模型，在陶瓷中的声波各向异性的界面散射，并将其应用到Bi_2Te_3和PbTe和金刚石比较。
2012-09-28 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
Anomalous behavior in the phonon dispersion of the (001) surface of Bi$_2$Te$_3$ determined from helium atom-surface scattering measurements
我们利用氦原子-表面非弹性散射测量了拓扑绝缘体Bi $_2$ Te $_3$表面上沿高对称方向的低能声子色散。结果表明，一个特定的低频分支经历了明显的模式软化归因于狄拉克费米子准粒子和声子之间的相互作用的表面。这种模式软化构成了声子自能实部的重整化。我们通过希尔伯特变换获得虚部，从而获得寿命信息。在这样做时，我们能够计算平均分支特定的电子-声子耦合常数$<λ_ν> = 1.44$。
2013-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon and Phonon Dispersion, Lifetime and Thermal Conductivity of Iron from Spin-Lattice Dynamics Simulations
近年来，自旋热的基本物理学（即，磁振子-声子）相互作用已经吸引了重要的实验和理论兴趣，因为它在诸如自旋热电、自旋热电子学和自旋电子学的领域中具有潜在的范式转变影响。磁振子和声子在磁性晶体中输运的模拟研究是非常罕见的。在本文中，我们使用自旋晶格动力学（SLD）模拟的铁磁晶体铁，其中的自旋和晶格系统耦合通过原子的位置相关的交换函数，从而自然地考虑磁振子和声子之间的相互作用。然后，我们提出了一种结合SLD模拟和光谱能量分析的方法来计算磁振子和声子谐波（例如，色散、比热、群速度）和非谐（例如，散射率）性质，基于这些性质计算它们的热导率值。这项工作代表了一个例子，使用SLD模拟来了解涉及耦合磁振子和声子动力学的输运性质。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ab initio phonon dispersion curves and interatomic force constants of barium titanate
用第一性原理方法计算了立方BaTiO_3的声子色散曲线，并与实验结果进行了比较。所得曲线与Yu和Krakauer [Phys.Rev.Lett. 74，4067（1995）]。他们揭示了相关的原子位移沿<100>链的铁电不稳定性的起源。一个简化的模型表明，当十几个排列的原子耦合时，会发生自发的集体位移。最近邻的Ti和O原子之间的纵向原子间力常数相对较弱，在相邻的细胞中的Ti原子之间的比较。然而，Ti和O位移之间的小耦合似乎是再现铁电不稳定性所必需的。
1997-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Towards a simplified description of thermoelectric materials: Accuracy of approximate density functional theory for phonon dispersions
本文采用基于密度泛函的紧束缚方法（DFTB）计算了几种二维材料和金刚石的声子色散关系。我们的目标是验证这种数值有效的方法是否提供足够准确的声子频率和群速度来计算可靠的热电性能。为此，将结果与可用的DFT结果和实验数据进行比较。为了量化给定频带的准确性，引入了描述符，该描述符总结了已经在谐波近似中可用的对晶格电导率的贡献。我们发现，DFTB预测强烈依赖于所采用的排斥对势，这是一个重要的先决条件，这种方法。对于碳基材料，准确的对电位被识别，并导致错误的描述符是相同的顺序不同的本地和半本地DFT方法之间的差异。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Landauer vs. Boltzmann and Full Dispersion vs. Debye Model Evaluation of Lattice Thermal Conductivity
使用声子的全色散描述，体硅和Bi2Te3的热导率进行评估，使用Landauer方法和相关的传统方法的基础上的玻尔兹曼输运方程。提出了一种从测量的热导率和给定的声子色散中提取定义明确的平均声子平均自由程的方法。所提取的平均自由程具有很强的物理意义，与简单的估计有很大区别。使用简化的色散模型的声子进行了讨论，它表明，必须使用两个不同的德拜温度来处理的比热和热导率（类似于两个不同的有效质量需要描述的电子密度和电导率）。一个简单的技术来提取这两个德拜温度的方法进行了讨论。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
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。
2022-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Atomic forces by quantum Monte Carlo: application to phonon dispersion calculation
我们首次成功地应用{ \it ab initio}量子Monte Carlo（QMC）框架计算声子色散。基于冻结声子技术，在变分蒙特卡罗（VMC）水平上成功地计算了金刚石的全声子色散。在广义梯度近似下，对密度泛函理论进行了改进，得到了与实验值非常接近的重正化谐波光频。QMC方法成功的关键是减少原子力评估中的统计误差。我们表明，这可以通过使用条件良好的原子基组，通过明确地删除基组冗余，这减少了统计误差的力量高达两个数量级。这导致了负担得起的和准确的QMC声子计算，高达$10^{4}$倍比以前的尝试更有效，并铺平了道路，以新的应用，特别是在相关材料，其中声子已经很难复制到目前为止。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Thermal Conductivity of BAs under Pressure
由于砷化硼（BAs）特殊的声子色散，其热导率被认为受声子散射选择规则的影响。压缩的BA导致显着的变化，声子色散，这使得测试的第一原理理论的声子色散如何影响三，四声子散射率。这项研究报告的导热系数从0到30 GPa的BA。用金刚石对顶砧装置测量了BA的热导率与压力的关系。与典型的非金属晶体形成鲜明对比的是，观察到BA具有低于30 GPa的压力无关的热导率。非金属晶体的热导率通常在压缩时增加。不寻常的压力独立的BAs的热导率显示声子色散特性和三，四声子散射率之间的重要关系。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci
A New Approach to Phonon Anharmonicity
报道了一种通过从头计算Hellmann-Feynman力来计算声子色散曲线的非谐峰的方法，该方法由一系列具有实际原子位移的超原胞得到，这些位移对应于给定的温度。得到的声子色散带能够表征非谐峰的位置和形状。作为例子，该方法适用于立方PbTe和钙钛矿MgSiO_3晶体。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci
