Observation of quantum friction in solid 4He
经典的滑动摩擦主要由滑动-粘着机制控制，其中两个物体之间的接触在物体移动经过彼此时交替地形成和剪切。当两个物体之间的界面完全光滑时，经典摩擦力为零，这种状态称为超润滑。在这个极限下，预测了更弱的机制，称为量子摩擦。这些机制是基于两个相对运动的物体之间的基本激励的交换。为了将摩擦称为量子，激发必须来自物体的量子力学描述。光子和声子就是这样的激发。摩擦力的产生是由于从这些激励到物体的不可逆动量转移，影响了它们的运动。我们测量了低温下固体~ 4 He微晶间相对运动的摩擦力。我们的数据与量子声子摩擦的概念非常一致。
2016-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Influence of phonon and electron excitations on the free energy of defect clusters in solids: A first-principles study
虽然固体中纳米结构演化的许多过程发生在高温下，但从基态能量学获得的基本数据用于这些现象的建模。为了说明声子和电子激发对缺陷团簇自由结合能的影响，采用第一性原理计算对bcc Fe中的空位-溶质对以及空位和Cu的二聚体、三聚体和四聚体进行了计算.基于等体积（CV）和零压（ZP）条件下含缺陷超原胞在基态的弛豫所确定的平衡原子位置，在简谐近似的框架下计算了声子激发对自由结合能的贡献.电子激发的贡献是使用相应的基态数据的电子态密度。准谐波校正的ZP为基础的结果不产生显着的变化，在相关的应用程序的温度范围内。在1000 K的最大减少/增加的ZP为基础的数据的自由结合能的绝对值相对于相应的基态值被发现的空位-W（43%）/空位-Mn（35%）对。这些结果清楚地表明声子和电子激发对缺陷团簇自由结合能的贡献通常是不可忽略的。空位和铜二聚体、三聚体和四聚体的自由结合能的一般行为与空位-溶质对的自由结合能的一般行为相似。所得结果对研究固体中缺陷团簇的热力学和动力学具有普遍意义。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of Reflection Electron Energy Loss Spectra (REELS) for Determination of the Dielectric Function of Solids: Fe, Co, Ni
一个简单的程序开发，同时消除多重散射的贡献，从两个反射电子能量损失谱（REELS）测量在不同的能量或不同的实验几何配置。该程序提供了微分逆非弹性平均自由程（DIIMFP）和微分表面激发概率（DSEP）。唯一需要的输入参数是弹性散射的微分截面和非弹性平均自由程（IMFP）的合理估计。反褶积不需要关于表面激发的先验信息。通过将DSEP和DIIMFP与理论拟合，可以使用检索的DIIMFP和DSEP来确定固体的介电函数。最后，光学数据可以用来计算（微分和总）非弹性平均自由程和表面激发概率。该程序适用于铁，钴和镍和检索的光学数据，以及非弹性平均自由程和表面激发参数来自它的值在文献中较早的报道进行了比较。在所有情况下，合理的协议之间找到目前的数据和早期的结果，支持程序的有效性。
2006-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Momentum- and frequency-resolved collective electronic excitations in solids: insights from spectroscopy and first-principles calculations
Norwegian University of Life Sciences（挪威生命科学大学）
本文通过光谱学和第一性原理计算研究固体中集体电子激发的动量和频率分辨特性，探讨了介电响应光谱的表示与解释方法，以及实验与理论的定量比较改进。
2026-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Proton Quantum Effects on Electronic Excitation in Hydrogen-bonded Organic Solid: A First-Principles Green's Function Theory Study
University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）
本文通过第一性原理格林函数理论和核电子轨道方法，研究了质子量子效应对氢键有机固体中电子激发的影响，揭示了激子的结构依赖性和各向异性特性。
2026-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Efficient first-principles methodology for the calculation of the all-phonon inelastic scattering in solids
非弹性散射实验是研究地下固体基本激振频散和非平衡态的关键方法。非弹性散射的声子激发方面的定量分析需要确定多声子过程的作用。在这里，我们开发了一个有效的第一性原理方法来计算固体的全声子量子力学结构因子。我们证明了我们的方法，通过获得良好的协议之间的测量和计算的漫散射图案的黑磷，多声子过程中发挥了重要的作用。本方法构成的静态和时间分辨的电子，X射线和中子非弹性散射数据的解释的一个步骤。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Charge-State Dependence of Electronic Excitations in keV Ions Transmitted Through Solids Probed by Ion-Photon Coincidence Measurements
Uppsala University（乌普萨拉大学）
本研究通过离子-光子符合测量，探究keV He离子穿过固体时电子激发的电荷态依赖性，发现其电子激发与材料无关且随动能上升，扩展了通用激发模型的适用范围。
2026-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Excitons in solids from time-dependent density-functional theory: Assessing the Tamm-Dancoff approximation
固体中的激子效应可以使用含时密度泛函理论（TDDFT）的Bethe-Salpeter方程（BSE）或Casida方程来计算。在这两种方法中，Tamm-Dancoff近似（TDA），它简化了激励和去激励，被广泛用于减少计算成本。在这里，我们研究了TDA的激子结合能的固体从Casida方程使用长程校正（LRC）交换相关内核的效果。我们发现TDA稍微低估了半导体的TDDFT-LRC激子结合能，但显著低估了绝缘体的激子结合能（即，超过100%），因此必须求解完整的Casida方程来描述强束缚激子。这些发现是相关的，在正在进行的搜索精确和有效的TDDFT方法的激子。
2016-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Accurate description of charged excitations in molecular solids from embedded many-body perturbation theory
基于多体格林函数$GW$形式，提出了一种新的量子/经典混合（QM/MM）方法来计算分子固体中的带电激发。在$GW$水平上描述的分子嵌入到用精确的经典极化方案建模的结晶环境中。这允许计算的电子添加和去除能量的散装和在晶体表面的带电激发光电子实验中探测。通过考虑并五苯和全氟并五苯晶体的典型情况下，我们讨论了不同的贡献，从分子间相互作用的电子能级，区分极化，这是占结合量子和经典极化率，和晶体场效应，可以影响能级高达$\pm0.6$ eV。引入能带色散后，我们实现定量协议（0.2 eV内）的电离势和电子亲合势测量并五苯和perfluoropentacene晶体表面的特征在于站立的分子。
2018-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Highly accurate electronic structure of metallic solids from coupled-cluster theory with nonperturbative triple excitations
耦合团簇理论与单，双，微扰三重激发（CCSD（T））-通常被认为是“金标准”的主群量子化学-是不适用于三维金属由于红外发散，阻止其应用于许多重要的问题，在材料科学。本文研究了三重激发的完全非微扰包含（CCSDT），并提出了一种新的迭代方法，我们称之为环CCSDT，该方法使用与CCSD（T）相同的$N^7$运行时间尺度对基本三重激发进行求和.用CCSDT和环CCSDT计算了金属密度下均匀电子气的关联能和固体锂的结构性质。包括连接三重激励被证明是必不可少的，以实现高精度。我们还研究了半经验CC方法的基础上自旋分量标度和可区分的集群近似，并发现它们提高了其父从头算方法的准确性。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Simulation of attosecond transient soft X-ray absorption in solids using generalized Kohn-Sham real-time TDDFT
瞬态芯能级光谱的含时密度泛函理论（TDDFT）模拟需要平衡处理价电子和芯电子激发。为此，调谐范围分离的混合交换相关泛函内的广义Kohn-Sham计划提供了一个计算效率高的手段，同时提高了在TDDFT的价和核心激发能的准确性，通过减轻跨多个长度尺度的离域误差。在这项工作中，范围分离的混合泛函结合速度计制定的实时TDDFT模拟静态以及瞬态软X射线近边吸收光谱在一个典型的固态系统，单层六方氮化硼，激子效应是重要的。在静态情况下，计算得到的软X射线吸收边能量和谱线形状与实验结果吻合较好。在泵浦脉冲激光激发下，软X射线探测谱显示出布居诱导漂白和激子峰的瞬态能量位移的特征。因此，在这项工作中概述的方法说明了一个实用的手段，在TDDFT框架内模拟固体阿秒时间分辨的核心水平的光谱。
2020-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Extreme Ultraviolet High-Harmonic Interferometry of Excitation-Induced Bandgap Dynamics in Solids
本研究利用极紫外高次谐波干涉测量技术，通过相位锁定脉冲对探究固体中激发诱导的带隙动力学，发现带隙变化与谐波相位相关，为亚周期全光调控能带结构及拍赫兹电子应用提供新途径。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Direct measurement of time-dependent density-density correlations in a solid through the acoustic analog of the dynamical Casimir effect
固体的宏观特性，例如其热、光学或输运性质，由其最低能级以上的可用微观状态决定。这些稍高的量子态由基元激发描述，并决定了系统在外部刺激下的响应。这些激发的光谱通常从非弹性中子和X射线散射中获得，是系统的密度-密度关联函数的空间和时间傅里叶变换，它决定了扰动如何在空间和时间中传播。由于频域测量一般不包含相位信息，这些波动的时域测量可以产生一个更直接的方法，用于研究固体的激发及其相互作用，无论是在平衡和远离平衡。在这里，我们表明，由自由电子激光（FEL）产生的飞秒X射线脉冲的漫散射可以直接测量这些密度-密度相关性由于晶格振动在时域中。我们获得了前所未有的动量和频率分辨率的晶格激发的光谱信息，而不解决的能量出射光子。相关性是通过动态卡西米尔效应的声学模拟来创建的，其中飞秒激光脉冲稍微淬灭声子频率，在动量+q和-q处产生成对的压缩声子。这些声子对表现为宏观的，随时间变化的相干性的位移相关性，然后直接探测的X射线散射。由于依赖于时间的相关性优先在强电子-声子耦合的区域中产生，因此时间分辨方法自然地作为固体中低能集体激发及其微观相互作用的光谱工具，无论是在线性响应还是超越线性响应。
2013-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Non-Dyson Algebraic Diagrammatic Construction Theory for Charged Excitations in Solids
我们提出的第一个实施和应用的非戴森代数图解建设理论的三维周期性固体（EA/IP-ADC）的充电激发。EA/IP-ADC方法具有与基态Møller-Plesset微扰理论类似的计算成本，使得能够有效计算各种晶体激发态性质（例如，能带结构、带隙、态密度）。我们使用EA/IP-ADC计算了几种材料（从大带隙的原子和离子固体到小带隙的半导体）的准粒子能带结构和带隙，并分析了EA/IP-ADC近似到微扰理论三阶的误差。我们的工作还报告了首次使用三阶Møller-Plesset微扰理论（MP3）的周期性实现计算三维晶体系统的基态性质（状态方程和晶格常数）。
2022-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Surface-related white light emission phenomenon in transparent solids
Institute of Low Temperature and Structure Research Polish Academy of Science（波兰科学院低温结构研究所）
研究了红外激光激发下Cr:YAG透明陶瓷的激光诱导白发光现象，发现超过临界功率时表面会发出明亮白光，真空条件是观察该现象的必要条件，基于Cr³+/Cr⁴+离子对的价带电荷转移机制进行讨论。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Solid-state optical absorption from optimally-tuned time-dependent range-separated hybrid density functional theory
我们提出了一个框架，获得可靠的固态电荷和光学激发和光谱的最佳调谐范围分离的混合密度泛函理论。该方法，这是完全在广义Kohn-Sham理论的正式框架内表达，允许精确预测激子结合能。我们通过并五苯（一种分子半导体晶体）中单粒子和双粒子激发的第一性原理计算来展示我们的方法，其中我们的工作与实验和先前的计算非常一致。我们进一步表明，与一个可调参数，设置产生一个准确的带隙，这种方法准确地预测硅和氟化锂，原型共价和离子固体的能带结构和光谱。我们的研究结果表明，对于广泛的扩展散装系统，这种方法可以提供一个计算成本低廉的替代多体微扰理论，打开大门，研究材料的尺寸和复杂性不断增加。
2015-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin Seebeck Effect: Sensitive Probe for Elementary Excitation, Spin Correlation, Transport, Magnetic Order, and Domains in Solids
自旋塞贝克效应（SSE）是指由于磁性材料中的温度梯度而产生自旋电流，其可以经由金属接触中的逆自旋霍尔效应电检测。自2008年发现SSE以来，人们对SSE进行了深入的研究，以阐明其起源。SSE出现在广泛的磁性材料中，包括铁磁体、铁磁体和反铁磁体，以及具有经典或量子自旋波动的顺磁体。SSE电压反映了磁体的基本性质，例如元激发、静态磁序、自旋相关和自旋输运。在这篇文章中，我们回顾了在各种系统中的SSEs的最新进展，特别强调其作为固体中这些磁性的探针的新兴作用。我们还简要讨论了最近发现的核SSE。
2023-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Solid-State Effects on the Optical Excitation of Push-Pull Molecular J-Aggregates by First-Principles Simulations
J-聚集体是一类低维分子晶体，其显示出与光的增强的相互作用。这些系统显示出有趣的光学性质作为一个强烈的和窄的红移吸收峰（J带）相对于相应的单体的光谱。需要从理论上研究J-聚集体中的光激发是双重的：一个彻底的第一性原理描述仍然缺失，最近在理解J-带的性质，特别是关于其形成所涉及的集体机制方面，重新引起了人们的兴趣。在这项工作中，我们研究了J-聚集体分子晶体的电子和光学性质的有序排列的有机推拉生色团。通过使用时间相关的密度泛函理论的方法，我们评估的作用，分子包装的增强和红移的J-带随着限制的影响，在光吸收，当移动到低维晶体结构。我们模拟了不同配置的光吸收（即，单体、二聚体、聚合物链和单层片）。通过分析J带的感应电荷密度，我们得出结论：它是一种纵向激发，沿着平行的线性链离域，它的整体红移是由竞争耦合机制引起的，一些产生红移，另一些产生蓝移，这些耦合机制来自于跃迁密度之间的耦合和单粒子能级的重整化。
2018-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Remote optical addressing of single nano-objects
我们提出了一个方案，用于远程寻址单个纳米物体通过近场光学显微镜，仅使用电磁辐射的最基本的属性之一：它的偏振。包含光学活性纳米物体的介质覆盖有呈现亚波长孔的薄金属膜。当光学尖端被定位在离孔一定距离处时，在金属涂层中产生表面等离子体激元，其通过转动激发光的偏振平面，将激发朝向所选孔转移并诱导来自下面的纳米物体的发射。该方法，易于适用于其他系统，证明了在低温下的单量子点（QD）。它可能成为未来世界光学应用的一个有价值的工具。
2006-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonthermal effects in solids after swift heavy ion impact
本文介绍快重离子撞击固体后，电子激发导致的原子间势修改引发的非热效应，区分热与非热过程，并讨论室温相变及非热加热等理论预测与实验支持。
2022-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear electronic excitations in crystalline solids using meta-generalized gradient approximation and hybrid functional in time-dependent density functional theory
我们开发了数值方法来计算电子动力学在晶体固体中的实时时间依赖性密度泛函理论采用交换相关势再现带隙能量的π;由Tran和Blaha提出的Meta广义梯度近似（meta-GGA）[Phys. Rev. Lett. 102，226401（2009）]（TBm-BJ）和Heyd，Scuseria和Ernzerhof [J. Chem. Phys. 118，8207（2003）]（HSE）提出的杂合功能。在TB-mBJ势的时间演化计算中，我们发现有必要采用预测-校正步骤来稳定时间演化。由于TB-mBJ势的能量泛函是未知的，我们提出了一种方法来评估电子激发能，而不涉及能量泛函。使用HSE混合泛函的计算由于非局部Fock类项而在计算上是昂贵的。我们开发了一种计算方法的操作的Fock-like长期在傅立叶空间，为此，我们采用大规模并行计算机配备图形处理单元。为了证明利用潜力提供正确的带隙能量的意义，我们比较了飞秒激光脉冲诱导的电子激发使用TB-mBJ，HSE，和一个简单的局域密度近似（LDA）。在低激光强度下，发现电子激发对带隙能量敏感：使用TB-mBJ和HSE的结果彼此接近，而LDA计算的激发比其他的更强烈。在接近损伤阈值的高激光强度下，我们发现电子激发能在三种情况下是相似的。
2015-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Excitons in solids from periodic equation-of-motion coupled-cluster theory
本文采用基于高斯的周期性运动方程耦合团簇单激发和双激发理论（EOM-CCSD）对三维固体的电子激发态进行了从头算研究。通过布里渊区采样和动量守恒实现的平移对称的明确使用是成本大幅降低的原因。我们研究的最大系统使用64个k点（4x 4x 4网格）对布里渊区进行采样，对应于640个轨道中768个电子的规范EOM-CCSD计算。我们研究了8个简单的半导体和绝缘体，直接单重态激发能在3至15 eV的范围内。我们预测的激发能表现出0.27 eV的平均绝对误差与实验相比。我们进一步计算了非零动量激子的能量，并将LiF的激子色散与非弹性X射线散射的实验数据进行了比较。通过计算应变下的激发能，我们提取流体静力学变形势，以量化激子和声学声子之间的相互作用的强度。我们的研究结果表明，耦合集团理论是一种很有前途的方法，用于精确研究各种激子现象的固体。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Acoustic excitations and elastic heterogeneities in disordered solids
近年来，无序固体中纳米尺度力学响应的非均匀性引起了人们的广泛关注。显然，在这种情况下，弹性不均匀性的特点，预计将强烈影响的声波的性质，与完美的晶体的情况下，不能完全合理化的声子。基于先前在显示非晶化转变的玩具模型上的工作[Mizuno H，Mossa S，Barrat JL（2013）EPL { \bf 104}：56001]，我们通过从完美晶体通过逐渐增加的缺陷相到完全发育的玻璃的连续内插，研究了统一框架中的声波和弹性不均匀性之间的关系。我们提供了强有力的证据之间的直接相关性声波功能和在纳米尺度上的非均匀的机械响应的程度。
2014-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Relation of vibrational excitations and thermal conductivity to elastic heterogeneities in disordered solids
在晶体中，分子围绕周期性晶格位置热振动。振动运动可以用声子来理解，声子携带热量并控制热量传输。在无序固体中，情况明显不同，其中振动激发不是声子，甚至可以是局域的。最近的数值计算工作建立了弹性不均匀性的概念：无序固体显示不均匀的局部力学响应。显然，弹性性质的非均匀性强烈影响振动和热性质，预计它是异常特征的起源，包括玻色子峰，振动局域化和热导率的温度依赖性。这些都是材料物理学中长期存在的关键问题，我们将在本工作中解决这些问题。我们已经考虑了一个玩具模型，通过引入越来越多的尺寸无序，能够稳定不同的物质状态。通过分子动力学模拟生成的相图包括具有空间均匀弹性模量分布的完美结晶状态、具有增加的模量不均匀性的多个缺陷相以及最终的一系列非晶态。我们已经建立了明确的非均匀局部力学响应，振动状态和热导率之间的相关性。我们提供的证据表明，弹性不均匀性控制振动和热性能，是一个关键的概念，以了解无序固体的异常令人费解的功能。
2016-10-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Floquet analysis of excitations in materials
材料的受控激发可以瞬时诱导改变或新的性质，具有许多基本和技术含义。特别是，Floquet工程的概念，操纵的电子结构，通过敷料与外部激光，最近吸引了一些兴趣。在这里，我们回顾了在定义Floquet材料的性能所取得的进展，并特别关注他们的签名在实验观测以及考虑最近的实验实现Floquet相在固态材料。我们讨论了如何广泛的实验与非平衡电子结构可以被视为采用Floquet理论作为一种分析工具，提供了一个不同的观点在固体中的激发。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton character in picene molecular solids
利用动量相关电子能量损失谱研究了20 K下固体picene的低能电子激发。我们的结果表明，在picene的传输能隙下方存在五个激子特征，它们的特征都是可以忽略不计的色散。这些激子之一还没有观察到在溶液中的picene分子的光吸收光谱，因此被分配到（固态诱导）的电荷转移激子。这一结论是支持的动量依赖的强度变化的激子，这清楚地表明了显着的偶极禁止的贡献，在其他低能量激发。
2011-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Excitation signatures of isochorically heated electrons in solids at finite wavenumber explored from first principles
本文用第一性原理线性响应含时密度泛函理论模拟XFEL加热的Al和Si，揭示有限波数下等离激元红移、双峰及低频峰—谷结构等可由XRTS验证的新特征。
2024-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anharmonic properties of vibrational excitations in amorphous solids
了解非晶态固体的振动和热性质是凝聚态物理中讨论最多的问题之一。最近的工作已经取得了重大进展，了解谐波振动状态。特别是，它已被确定，准本地化的振动模式出现，除了声子类振动模式。在这项工作中，我们研究了这些振动模式的非谐性质。我们发现，振动模式表现出非谐性，诱导粒子重排，并导致过渡到不同的状态。这些非谐性与晶体中的非谐性不同，晶体中的粒子不会发生重排。值得注意的是，无论是声子模式还是准局域模式，振动模式都表现出很强的非谐性，诱导的粒子重排总是局域在空间中，并且由1到1000个粒子组成。我们的研究结果有助于了解低温热性能，其中非谐振动是至关重要的。
2019-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interplay of Rotational, Relaxational, and Shear Dynamics in Solid 4He
使用高灵敏度的扭转振子技术，我们映射的旋转和弛豫动力学的固体氦-4在整个参数范围内提出的超固体。我们发现的证据表明，相同的微观激励控制的扭转振子运动产生独立的热和机械刺激。此外，这些激发的弛豫时间的措施发散顺利没有任何指示的临界温度或临界速度的超固体转变。最后，我们证明了TO响应的组合温度-速度依赖性与固体剪切模量的组合温度-应变依赖性是不可区分的。这意味着，固体氦-4的旋转响应归因于超固体与产生相同的微观激发所产生的直接剪切应变。
2011-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Quantum Theory of Spontaneous Emission from Exciton-Electron-Phonon Complex in Solid: Quantum Interference and Many-Body Effect
建立了固体中激子与电子激发和非简谐声子同时耦合的自发发射的全量子力学理论。从理论上定量计算了ZnO低温光致发光中的零声子线分裂、声子边带附近的Fano线型、强二阶声子Stokes线、非对称声子反Stokes线、双电子卫星线及其声子复制等细节结构的起源。
2007-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of excitation schemes for indirect detection of 14N via solid-state HMQC NMR experiments
先前已经表明，${}^{14}$ N NMR光谱可以通过HMQC实验的间接检测可靠地获得。该方法利用了单量子（SQ）或双量子（DQ）${}^{14}$ N相干性和适当自旋1/2“间谍”核的SQ相干性之间的相干性转移，例如，${}^1$ H.必须注意的是，SQ-SQ方法需要仔细优化的设置以最小化与一阶四极相互作用相关的加宽（即，一个非常好的调整魔角和一个高度稳定的旋转速度），而DQ-SQ的没有。在这项工作中，四个${}^{14}$ N激发方案（DANTE，XiX，硬脉冲（HP），和选择性长脉冲（SLP））的效率进行了比较，使用基于J-HMQC的数值模拟和SQ-SQ或DQ-SQ ${}^1$ H-{ ${}^{14}$ N} D-HMQC实验L-组氨酸盐酸盐和N-乙酰基-L-缬氨酸在18.8 T和62.5 kHz MAS。结果表明，DANTE和SLP都提供了比XiX和HP更有效的14 N激发分布。此外，它表明，SLP计划：（i）是有效的，在大范围的四极相互作用，（ii）是高度稳健的偏移和射频脉冲长度和幅度，（iii）是非常简单的设置。这些因素使SLP非常适合于含氮材料的固态NMR分析中的广泛，非专业用途。
2020-07-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The role of glass dynamics in the anomaly of the dielectric function of solid helium
我们建议，在无序$^4$他的缺陷周围的电场的应变场的声光耦合引起的介电函数随着温度的降低，由于被捕的动态缺陷激发的增加。这种低能量激发的分布可以在固体$^4$ He内部的小体积分数的玻璃磁化率的框架内描述。在降低温度时，缺陷的弛豫时间$τ(T)$发散，并且当$ε(ω, T)$。由于$ε(ω, T)$满足Kramers-Kronig关系，我们预测在相同温度下，在$ε(ω, T)$的虚部中存在伴随峰，其中在固定频率下观察到幅度的最大变化。我们还讨论了最近的动态介电函数的振幅的测量，表明一个低温异常的扭转振荡器和剪切模量实验的共振频率中看到的类似。
2011-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Relation of Continuous Chirality Measure to Spin and Orbital Polarization, and Chiroptical Properties in Solids
本研究提出独立于系统类型和维度的连续手性测量（CCM）指标，定量分析了CCM与自旋和轨道角动量极化、圆二色性及圆光电流效应（CPGE）的复杂关系，并探讨了通过界面手性转移或应变调控手性光学性质的策略，为自旋电子学和轨道电子学材料设计提供了新见解。
2025-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of defects in solids via quantum embedding with good active space orbitals
固体中孤立缺陷的研究是经典或量子嵌入方法的自然目标，这些方法在高理论水平上处理缺陷，在低理论水平上处理固体的其余部分。在这里，在基于活性空间的量子嵌入的背景下，我们研究了三个活性空间轨道选择方案的性能的基础上规范（能量有序）轨道，本地定义的密度矩阵嵌入理论的精神，和近似的自然过渡轨道。利用单双激发的运动方程耦合团簇理论（CCSD），计算了六方氮化硼中碳二聚体缺陷、氧化镁中氧空位和金刚石中碳空位的垂直单重态激发能.特别是当与一个简单的复合校正结合使用时，我们发现，性能最好的方案可以预测的激发能约0.1-0.2 eV的收敛值使用只有几百个轨道，即使当整个超级电池有数千个轨道，这相当于许多数量级的计算节省时，使用相关的电子结构理论。当分配的实验光谱和占振动修正相比，我们发现，CCSD预测的激发能是准确的约0.1-0.3 eV，这是其在分子和散装固体的性能。
2023-01-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Density of states in solid deuterium: Inelastic neutron scattering study
本文用热中子和冷中子在不同温度和对位比下的非弹性散射（相干和非相干）研究了固体氘的动力学。本文给出了广义态密度（GDOS）的计算结果，并进行了讨论。测量在ILL Grenoble的热中子飞行时间（TOF）仪器IN 4和FRM II Garching的冷中子TOF仪器TOFTOF上进行。GDOS除了sD 2的hcp声子激发外，还包括转动跃迁J = 0 ->1和J = 1 -> 2。这些旋转激发的强度强烈地依赖于在sD 2中的邻位-D2分子浓度co。在E = 10 meV以上，仍然存在很强的激发，这很可能源于更高能量的阻尼光学声子和多声子贡献。本文提出并讨论了一种分离单声子和多声子对态密度贡献的方法。
2009-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ground-state properties of metallic solids from ab initio coupled-cluster theory
金属固体是基于波函数的电子结构理论的一个具有挑战性的目标，并且还没有通过这样的方法进行非常详细的研究。在这里，我们使用耦合团簇理论与单双激发（CCSD）研究固体锂和铝的结构，使用优化的高斯基组。我们计算的平衡晶格常数，体积模量，和结合能，并将它们与实验值进行比较，发现精度可比常见的密度泛函。由于量子化学“金标准”CCSD（T）（具有微扰三重激发的CCSD）不适用于热力学极限的金属，因此我们测试了对CCSD的两种近似改进，发现它们可以提高预测的内聚能。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Wannier-function approach to spin excitations in solids
我们提出了一个从第一性原理出发研究磁性材料自旋激发的计算方案。中心量是横向自旋磁化率，从它的完整的激发谱，包括单粒子自旋翻转斯通纳激发和集体自旋波模式，可以得到。磁化率是来自多体微扰理论，并包括动态相关性，通过求和的梯形图，描述了电子和空穴的耦合与相反的自旋。与以前的研究相比，我们没有使用一个模型势与可调参数的电子-空穴相互作用，但采用随机相位近似。为了减少四点散射矩阵的计算的数值成本，我们执行投影到最大本地化的Wannier函数，这使我们能够有效地截断矩阵，利用短的空间范围内的电子相关的部分填充的d或f轨道。我们的实现是基于FLAPW方法。从LSDA中的基态计算开始，我们首先分析了3d过渡金属系列的Wannier基屏蔽库仑势的矩阵元。特别是，我们讨论了铁磁体Fe，Co和Ni的受约束的极化和适当的自旋极化处理之间的差异。然后详细研究了面心立方Ni中的单粒子和集体自旋激发谱。计算的自旋波色散是在良好的整体协议与实验数据，并包含沿[100]方向的中间波矢量的声学和光学分支。此外，我们还发现了沿[111]方向的谱函数中存在类似双峰结构的证据。
2010-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated Terahertz phonon-ion interactions control ion conduction in a solid electrolyte
通过太赫兹声子-离子相互作用增强固态电解质中Li+传导，实验与理论揭示THz范围振动对离子迁移的促进作用。
2025-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Momentum-resolved TDDFT algorithm in atomic basis for real time tracking of electronic excitation
固体中的超快电子动力学是现代凝聚态和材料物理学的核心。为了建立一个实用的从头计算方法来研究光激发下的固体，我们发展了一个动量分辨的实时含时密度泛函理论（rt-TDDFT）算法，该算法采用数值原子基，并实现了电磁场的长度和矢量规范.当应用于模拟二维材料如石墨烯中的元激发时，观察到仅在动量空间中可区分的不同激发模式。动量分辨rt-TDDFT是研究扩展系统超快动力学的重要方法。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon transport and vibrational excitations in amorphous solids
关于非晶态固体的热性质的一个长期存在的问题是声子输运的复杂模式。实验和计算机模拟的最新进展表明了从瑞利散射到粘性阻尼的交叉。已经提出了一些理论，但缺乏关键的测试，这些理论的有效性尚不清楚。特别是，交叉频率的精确位置仍然存在争议，更关键的是，甚至瑞利散射本身的有效性也受到严重质疑。目前的工作解决了这些问题，通过使用基本的振动本征模式的信息。振动本征模最近澄清了一个广泛的频率制度：声子模式和软局域模式的混合物在连续极限和无序和扩展模式的玻色子峰制度。在这里，我们证明了瑞利散射发生在连续极限中，粘性阻尼发生在玻色子峰值区域中，因此这些行为与相应频率区域中的底层本征模有关。我们的结果明确地确定了交叉频率。此外，我们建立了声子输运的特征标度律，这是一致的平均场论的预测在较高的频率，但不一致的低频，瑞利散射制度。因此，我们的研究结果揭示了当前理论有待解决的关键问题。
2018-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Mapping light-dressed Floquet bands by highly nonlinear optical excitations and valley polarization
该研究理论探究hBN中强场非线性光学跃迁，发现需用Floquet光缀饰态解释椭圆偏振激光诱导的k分辨导带占据图案，确立了固体非线性光学中能带缀饰的可测量特征，为超快光谱和能谷操控提供新方向。
2023-03-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Absorption Spectra of Solids from Periodic Equation-of-Motion Coupled-Cluster Theory
本文采用基于高斯的周期性运动方程耦合团簇单激发和双激发理论（EOM-CCSD）计算了六种三维半导体和绝缘体的吸收光谱。通过求解每个频率下的线性方程组，可以有效地计算光谱，从而在没有明确列举激发态的情况下获得数十eV的能量范围。我们评估了布里渊区采样的影响，由于EOM-CCSD的成本，很难实现收敛。虽然我们最收敛的光谱表现出的线形与实验吻合得很好，它们均匀地移动到更高的能量约1 eV。我们暂时将这种差异归因于振动效应和剩余电子相关性的结合，即，三重激励及以上。
2021-07-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The Microscopic Quantum Theory of Low Temperature Amorphous Solids
玻璃中的量子激发长期以来一直是凝聚态物理学家的一组难题。一个普遍的观点是，它们在很大程度上是晶体中元激发的无序类似物，辅以两个能级系统，这些系统是来自无序的化学局部实体。对这幅图的一个根本性的修正认为，低温玻璃中的激发与玻璃玻璃化时的能量景观有着深刻的联系：激发不是建立在单个基态上的低激发态，而是局部定义的共振，在固体的能谱中处于高位。根据半经典分析，两个层次的系统涉及共振集体隧穿运动的约200个分子单位的马赛克的合作运动在玻璃化转变温度$T_g$的遗物。TLS的态密度由$T_g$和镶嵌体的长度尺度决定，这是冷却速率的弱函数。解释了声子散射在绝缘玻璃中的普遍性。在较高温度下观察到的玻色子峰和热导率的平台也被定量地理解为来自相同的合作运动，但现在伴随着马赛克振动模式的热激活。一些局部结构跃迁的动力学对半经典图像有显著的量子修正。这些修正导致了热容和电导率与标准隧穿模型结果的偏差，并解释了热容的反常时间依赖性。隧穿中心之间的相互作用导致玻璃中经常观察到的大的和负值的Grüneisen参数。
2005-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Quantum Vibronic Effects on the Excitation Energies of the Nitrogen-Vacancy Center in Diamond
本文通过随机方法和量子恒温器第一性原理分子动力学，揭示了金刚石氮-空位中心在0 K下超过180 meV的动态Jahn-Teller分裂及其对激发能的重整化，强调了纳入量子振动效应的必要性。
2024-01-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
