Moiré exciton dynamics and moiré exciton-phonon interaction in a WSe$_2$/MoSe$_2$ heterobilayer
在由原子级薄的半导体材料组成的范德华异质结构中具有角度失配的莫尔图案是一个迷人的平台，用于将光学产生的激子性质设计为新颖的量子现象。作为周期性陷阱势的莫尔条纹可以产生空间有序的零维激子系综，这为密集相干量子发射体和多体物理的量子模拟提供了可能.激发态的动力学特性和激子-声子相互作用影响着激发态的莫尔效应。然而，莫尔激子动力学和莫尔激子与声子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。本文报道了基于近共振光致发光激发光谱的扭曲WSe $_2$ /MoSe $_2$异质双层膜中的莫尔激子和声子相互作用。我们观察到在声子共振下莫尔激子的基态的选择性激发。在连续态以下的可忽略的小吸收是类0 D系统的态密度的标志。此外，PL光谱的激发功率依赖性揭示了通过共振声子散射过程在具有离散能级的不同势能极小值之间的莫尔激子系综的动力学。本文给出的声子相互作用抑制下的莫尔激子动力学的结果为探索莫尔激子的量子现象在量子光学中的潜在应用开辟了一条新的途径。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced exciton weak localization in two-dimensional semiconductors
从理论上研究了原子级薄晶体中量子效应对激子扩散系数的贡献。这与激子波函数在具有闭合环的轨道上的干涉引起的弱局域化有关。由于激子-声子相互作用的弱非弹性，即使激子被长波长声学声子散射，也存在该效应。我们考虑激子与线性色散的纵向声学声子和二次色散的弯曲声子的相互作用。我们确定的制度，弱本地化效果可以特别明显。我们还简要地讨论了自由载流子在激子量子输运中的作用，以及在自洽局域化理论中，超出最低阶的弱局域化效应。
2022-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of spin-nonconserving exciton-phonon scattering in monolayer transition metal dichalcogenides
利用$\textit{ab initio}$方法研究了二维过渡金属二硫族化合物中激子与声子耦合的自旋非守恒弛豫通道。结合$\text{GW}$ -Bethe-Salpeter方程方法和密度泛函微扰理论，计算了单层WSe $_{\text{2}}$中自旋翻转散射的电子-声子和激子-声子耦合矩阵元，并进一步分析了影响这些散射强度的微观机制.我们发现声子可以产生有效的面内磁场，翻转激子的自旋，产生与自旋守恒弛豫互补的弛豫通道。最后，我们计算了自旋翻转激子-声子弛豫时间随温度的变化。我们的方法和分析可以推广到研究其他二维材料，并将刺激自旋翻转激子弛豫动力学的实验测量。
2022-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of interlayer exciton-phonon coupling in 2D heterostructures
本研究以WSe$_2$@hBN异质结构为例，通过第一性原理计算揭示了晶体对称性在层间激子-声子散射中的核心作用，阐明了形变势与杂化空穴密度相互作用导致层间耦合的机制。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dephasing in quantum dot molecules via exciton-acoustic phonon coupling
我们发展了量子点分子中激子的线性光谱理论，包括激子-声子耦合超过马尔可夫极限的影响。该模型再现了零声子线加宽的一般趋势，作为点间距离的函数，最近测量。出乎意料的宽线宽和它们的大变化的解释方面的耦合和声子波长的匹配的点间距离的非马尔可夫性质。
2005-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-phonon coupling strength in single-layer MoSe2 at room temperature
单层过渡金属二硫属化合物在基础物理和应用方面都处于不断增加的研究努力的中心。激子-声子耦合在决定这些材料的（光）电子性质中起着关键作用。然而，激子-声子耦合强度尚未在室温下测量。在这里，我们开发了二维显微光谱，以确定激子-声子耦合的单层MoSe 2。我们检测到拍频信号作为等待时间T的函数，由A激子和A '1光学声子之间的耦合引起。结合模拟的二维拍频图的分析提供了激子-声子耦合。约为1的Huang-Rhys因子大于大多数其他无机半导体纳米结构。我们的技术提供了一个独特的工具来测量激子-声子耦合，也在其他异质半导体系统的空间分辨率~260 nm，并将提供设计相关的参数为光电子器件的发展。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon wind and drag of excitons in monolayer semiconductors
从理论上研究了过渡金属双硫族化合物单层膜中激子的非平衡输运。我们考虑激子与非平衡声子相互作用的情况，例如，在局部激发的条件下形成“热点”。我们发展了声子对激子拖曳的理论，并详细分析了声子的扩散传播和声子的弹道传播的声子风形成的制度。我们证明了类似于在[Phys. Rev. Lett. 120，207401（2018）]可以由于非平衡声子或塞贝克效应的激子拖曳而形成。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coupling of MoS$_2$ Excitons with Lattice Phonons and Cavity Vibrational Phonons in Hybrid Nanobeam Cavities
我们报告了中性激子X $^0$和谷内激子X $^-$在hBN封装的二硫化钼$_2$单层嵌入纳米束腔共振拉曼光谱。通过温度调谐MoS $_2$晶格声子的拉曼模与X $^0$ /X $^-$发射峰之间的失谐量，研究了激子、晶格声子和腔振动声子之间的相互耦合.我们观察到X $^0$诱导的拉曼散射的增强和X $^-$诱导的抑制，并解释我们的发现所产生的三方激子-声子-声子耦合。腔振动声子为晶格声子散射中的共振条件提供X $^0$的中间副本态，从而增强拉曼强度。与此相反，三方耦合涉及X $^-$被发现要弱得多，观察解释的几何形状依赖的极性的电子和空穴变形的潜力。我们的研究结果表明，晶格和纳米力学模式之间的声子杂化在二维材料纳米光子系统中的激子量子物理和光-物质相互作用中起着关键作用。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moiré Phonons and Emergent Exciton-Phonon Coupling in a Moiré Heterobilayer
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Kavli Energy NanoScience Institute（卡弗里能源纳米科学研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Northeastern University（东北大学）
本研究通过宽带太赫兹声子换能器在WS2/WSe2异质双层中激发莫尔声子，揭示了莫尔超晶格对激子-声子耦合的层选择性调控，并利用驱动振荡器模型和第一性原理计算识别了三种莫尔声子共振及其与莫尔激子的特征耦合。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Incoherent phonon population and exciton-exciton annihilation in monolayer WS2 revealed by time-resolved spontaneous Raman scattering
原子薄层过渡金属二硫属化合物因其丰富的光学性质和在纳米电子学领域的潜在应用而受到广泛关注。在本工作中，我们利用时间分辨自发拉曼散射光谱研究了单层WS 2中的非相干光学声子和激子布居动力学。在激子跃迁激发时，斯托克斯和反斯托克斯光学声子散射强度都表现出很大的降低。基于细致平衡，光学声子的人口被检索，这表明一个瞬间建立和弛豫寿命约4 ps的激子密度E12 cm-2。相应的光学声子温度上升了25 K，最终，在大约10皮秒之后，导致晶格加热仅约3 K。从瞬态振动拉曼响应中提取的激子弛豫动力学显示出强烈的激发密度依赖性，这表明双分子对衰变有重要贡献。激子弛豫速率为（70 ps）~（-1），激子-激子湮灭速率为0.1 cm ~ 2s ~（-1）。这些结果提供了有价值的洞察光激发后的热动力学和增强二维过渡金属材料中的基本激子动力学的理解。
2019-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Phonon Interaction and Relaxation Times from First Principles
电子-声子（$e$ -ph）相互作用是理解材料中电子动力学的关键，并且可以从第一性原理精确地建模。然而，当电子和空穴形成库仑束缚态（激子）时，量化它们与声子的相互作用和散射过程仍然是一个开放的挑战。在这里，我们展示了一个严格的方法计算激子-声子（ex-ph）相互作用和相关的激子动力学过程的第一性原理。从从头算Bethe-Salpeter方程出发，我们推导出的ex-ph矩阵元素和弛豫时间的表达式。我们将我们的方法应用于块状六方氮化硼，我们绘制了ex-ph弛豫时间作为激子动量和能量的函数，分析了ex-ph散射过程的温度和声子模式依赖性，并准确地预测了声子辅助光致发光。在这项工作中介绍的方法是通用的，并提供了一个框架，调查激子动力学在广泛的材料。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable phononic coupling in excitonic quantum emitters
设计基本量子激发之间的耦合是量子科学和技术的核心。一个重要的例子是量子光源的产生，其中单光子和声子之间的耦合可以被控制和利用，以实现量子信息转换。在这里，我们报告的确定性创建的量子发射器具有高度可调的激子和声子之间的耦合。量子发射体形成在均双层半导体WSe 2中产生的应变诱导量子点中。量子限制层间激子和太赫兹层间呼吸模式声子的共定域，直接调制激子能量，导致一个独特的强声子耦合到单光子发射。层间激子发射的单光子谱具有>83%的单光子纯度和多个声子副本，每个声子副本预示着量子发射体中声子Fock态的创建。由于层间激子的垂直偶极矩，声子-光子相互作用在很宽的范围内是电可调的，有望达到强耦合区。我们的研究结果表明，在原子界面处的一种新型的固态量子激子-光机系统，发射飞行的光子量子比特与固定的声子耦合，这可以用于量子转换和互连。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-assisted Photoluminescence from Dark Excitons in Monolayers of Transition Metal Dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMD）的光致发光（PL）光谱显示了亮激子线以下的大量发射峰，但尚未解释所有的发射峰。在这里，我们研究了声子辅助动量暗激子重组的发射轨迹。为此，我们发展了一个微观理论，描述同时激子，声子和光子相互作用，包括一致的多粒子退相。我们解释了由于亮态和暗态的不同配置，在钨基和钕基材料中亮激子下面的PL有很大不同。在良好的协议与实验中，我们表明，WSe $_2$表现出清晰可见的低温PL信号来自声子辅助动量暗激子的复合。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Selective Phonon Coupling in a Lead Halide Perovskite
Indian Institute of Science Education and Research(IISER), Pune（印度科学教育研究院（浦那））；Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学学院（班加罗尔））
研究通过光致发光、拉曼和反射光谱揭示卤化铅钙钛矿中高能激子和拉比激子伴随不同声子副本系列，表明激子-声子耦合的特异性。
2026-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Damping of Exciton Rabi Rotations by Acoustic Phonons in Optically Excited InGaAs/GaAs Quantum Dots
我们报告的实验证据，确定声学声子的主要来源的激发诱导退相（EID）负责强度阻尼的量子点激子拉比旋转。EID率提取的温度依赖性拉比旋转测量的基态激子跃迁，并被发现是在密切的定量协议与声学声子模型。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton lasing in carbon nanotubes below the population inversion threshold via phonon-mediated stimulated emission
本研究提出利用碳纳米管中的声子介导反斯托克斯受激发射，使激光可在远低于激子粒子数反转阈值的条件下实现，并明确了非零动量激子、强激子-声子耦合和窄激子跃迁三项条件。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon screening of excitons in atomically thin semiconductors
本研究通过第一性原理GW-BSE计算揭示了声子屏蔽对原子级薄半导体光学激发的显著影响，并发现通过结构工程可调控屏蔽程度，为结构、声子与激子相互作用提供了新见解。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The phonon assisted absorption of excitons in Cu$_2$O
直接带隙半导体中声子辅助吸收光谱的建模的基本理论基础，由Elliott在60年前使用二阶微扰理论引入，导致接近吸收边的平方根形状的依赖性。对实验的仔细分析表明，对于Cu $_2$ O中的黄色S激子，线形不遵循平方根依赖性。理论的重新检验表明，恒定的矩阵元和恒定的能量衰减器的基本假设是无效的半导体与占主导地位的激子效应，如铜$_2$ O，其中的声子辅助吸收进行通过中间激子状态。这些和最终激子状态之间的重叠强烈地决定了吸收对光子能量的依赖性。为了描述实验观察到的黄色S激子态的间接吸收的线形，我们发现有必要假设一个动量依赖的光学声子的变形势。
2017-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of forbidden phonons and dark excitons by resonance Raman scattering in few-layer WS$_2$
二维（2D）晶体的光学性质由紧密束缚的电子-空穴对（激子）和晶格振动模式（声子）主导。激子-声子相互作用对于理解二维材料的光学性质是非常重要的，因此有助于开发新兴的基于二维晶体的光电子器件。在4 ~ 300 K的温度范围内，用11条激光线激发少层WS $_2$，得到了包含所有A、B、C激子跃迁能量的激子共振拉曼散射（RRS）谱。结果表明，我们不仅可以探测到在普通拉曼散射中未观察到的声子禁戒模，而且可以确定1 sA激子的亮态和暗态精细结构。特别地，我们还观察到了共振激发下低能离散声子和激子连续谱之间的量子干涉。我们的工作为理解二维材料中激子-声子耦合和多体效应铺平了道路。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon-assisted oscillatory exciton dynamics in monolayer MoSe2
在单层半导体过渡金属二硫属化物中，激子-声子相互作用将强烈影响光生载流子动力学。在这里，我们报告了一个不寻常的振荡增强的中性激子光致发光的激发激光频率在单层MoSe 2。振荡频率与M点纵向声学声子LA（M）的振荡频率相匹配。在稳态发射线宽和时间分辨光致发光激发数据中也观察到振荡行为，这揭示了激子寿命随激发能的变化。这些结果清楚地揭示了声子在二维范德华半导体激子形成和弛豫动力学中所起的关键作用。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface hopping simulations show valley depolarization driven by exciton-phonon resonance
Northwestern University（西北大学）
研究通过混合量子-经典模拟揭示了在单层MoS₂中谷极化消失主要由激子-声子共振驱动，结合反演空间表面跃迁与准粒子带结构等微观模型，展示了非马尔可夫和非微扰的激发态动力学模拟。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Valley Phonons and Exciton Complexes in a Monolayer Semiconductor
自旋、电荷和晶格自由度之间的耦合在广泛的基本现象中起着重要的作用。单层半导体过渡金属二硫属化物已经成为研究这些耦合效应的杰出平台，因为它们具有独特的自旋谷锁定物理，用于承载丰富的激子物种和减少对强库仑相互作用的屏蔽。在这里，我们报告的观察多个谷声子，声子的动量矢量指向角的六边形布里渊区，以及由此产生的激子复合物中的单层半导体WSe 2。从Lande g因子和光致发光峰的偏振分析，我们发现，这些谷声子导致有效的谷间散射的准粒子在激子的形成和弛豫。这导致了一系列的光致发光峰作为谷声子副本的暗trions。使用确定的谷声子，我们还发现了一个谷间激子附近的电荷中性，并提取其短程电子空穴交换相互作用约为10毫电子伏。我们的工作不仅确定了一些以前未知的二维激子物种，但也表明，单层WSe 2是一个主要的候选人研究自旋，赝自旋和带边声子之间的相互作用。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Exciton-Phonon Bound State in Bi2Se3/monolayer WS2 van der Waals Heterostructures
组装二维（2D）材料层以形成范德华异质结构排列的能力为材料设计和合成提供了重要的机会。层间的相互作用提供了一条通往新属性和功能的道路，理解这种相互作用对于实现这一目标至关重要。在这里，我们报告形成层间激子-声子束缚态的Bi 2Se 3/WS 2异质结构，其中Bi 2Se 3 A1（3）表面声子，一种模式，特别容易受到电子-声子耦合，是印记到激子发射的WS 2。激子-声子束缚态（或激子-声子准粒子）呈现为叠加在WS 2激子光致发光光谱上的均匀分离的峰，其周期性间距对应于A1（3）表面声子能量。Bi 2Se 3的低温偏振拉曼光谱揭示了强烈的表面声子和局部对称性破缺，这使得A1（3）表面声子以其他禁止的散射几何形状出现。我们的工作推进了复杂的层间范德华相互作用的知识，并促进了将不同材料的独特传输和光学特性结合到一个设备中的技术，用于可能的自旋电子学，谷电子学和量子计算应用。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Excitonic effects on coherent phonon dynamics in single wall carbon nanotubes
我们讨论了激子如何影响单壁碳纳米管超快光谱中相干径向呼吸模式的产生。光激发激子可以在空间上局域化，并在实空间中产生空间分布的驱动力，其中涉及激子-声子相互作用的许多声子波矢。相干声子的运动方程由Klein-Gordon方程唯象地建模，我们求解作为空间和时间的函数的振荡振幅。通过平均每纳米管长度的计算振幅，我们得到的时间依赖的相干声子振幅类似于在一些泵浦探测实验中观察到的均匀振荡。我们将这一结果解释为，实验只能看到碳纳米管中光波长上相干声子振荡的空间平均值，而微观细节则被平均化了。我们的解释是合理的，通过计算的含时吸收光谱所产生的宏观原子位移的相干声子振荡。包括激子效应的计算的相干声子谱显示实验观察到的对称峰在纳米管的过渡能量相比，如果激子效应不包括在内，将获得的非对称峰。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-phonon relaxation bottleneck and radiative decay of thermal exciton reservoir in two-dimensional materials
我们研究了二维材料中激子的辐射衰变，考虑到非辐射态中的大量热布居，激子从非辐射态被声学声子散射到辐射态。我们找到了激子在辐射态的非平衡分布函数的动力学方程的解析解。我们对过渡金属二硫属化物中明亮激子的估计表明，由于低温下激子-声子散射率不足，辐射态人口会强烈耗尽。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Phonon-induced modification of polaritonic Rabi oscillations in the presence of the dark excitonic condensate
本文提出利用激子-声子相互作用探测暗激子凝聚体的方法，并揭示暗凝聚体形成对光子-明激子拉比振荡的显著修正，即光子-激子-声子极化激元效应。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Modelling exciton-phonon interactions in optically driven quantum dots
我们提供了一个独立的审查主方程的方法来模拟光学驱动的自组装量子点的声子效应。耦合的（准）两能级激子系统的声子导致耗散和退相，其速率取决于激发条件，量子点样品的固有特性，和它的温度。我们描述了几种技术，其中包括弱耦合主方程的激子-声子耦合微扰，以及那些基于极化子变换，可以保持有效的强声子相互作用。我们还考虑声子在改变量子点设备的光发射特性中的作用，概述了我们必须如何修改标准量子光学处理来考虑固态环境的存在。
2016-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciton-phonon coupling in the UV absorption and emission spectra of bulk hexagonal boron nitride
我们提出了一个\textit{ab initio}方法来计算强激子效应下的声子辅助吸收和发射光谱。我们将该方法应用于具有间接带隙的块状六方氮化硼，并以其在UV范围内的强发光而闻名。我们首先分析了间接能隙波矢$\overline{q}$处的激子。这些激子与$\overline{q}$处的各种声子模式的耦合表示为原子的均方位移与光学响应函数相对于沿着声子本征矢量的原子位移的二阶导数的乘积。在与$\overline{q}$相当的超原胞中用有限差分格式数值计算了导数。我们使用细致平衡参数来获得发射和吸收过程之间的强度比。我们的结果解释了最近的发光实验，并揭示了激子-声子耦合通道负责的发射线。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the coupling between excitonic quasiparticles-electron-phonon and role of interlayer coupling in vertically and horizontally aligned layered MoS2
激子准粒子、激子/三激子/双激子以及它们与声子和载流子的耦合在控制原子级薄的半导体2D材料的光学性质方面起着至关重要的作用。在这项工作中，我们解开激子/trions的动力学和它们的耦合与声子和载流子在几层垂直和水平排列的二硫化钼。我们观察到的trion签名的最高记录温度（330 K）在这两个系统中，并已表明，激子/trion的动力学和它们的耦合与声子和电子的垂直对齐的二硫化钼更受影响。随着温度的升高，观察到均匀的线宽展宽。在低温区（<100 K），谱线宽度的展宽主要是由声子引起的。相反，在高温下观察到声学和纵向光学声子对线宽展宽的贡献。通过对温度依赖的价带分裂和三价电子结合能的研究，我们也观察到了层间耦合在两个体系中的显著作用。垂直取向和水平取向的MoS 2的价带分裂随温度的升高分别降低了22%和12%，表明垂直取向对价带分裂的影响大于水平取向.此外，我们还注意到由于三电子的结合能小，三电子带的强度比激子带的强度有明显的热猝灭。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-bottleneck enhanced exciton emission in 2D perovskites
本研究结合低温磁光测量与多粒子理论，揭示二维卤化物钙钛矿中亮激子高效发射源于声子瓶颈抑制向暗态弛豫，并提出通过亮暗能量分裂与声子能量调控发射的策略。
2023-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Translation-Invariant Excitons in a Phonon Field
大半径激子在极性晶体被认为是。结果表明，激子与声子场相互作用的平移不变描述导致声子对激子基态能量的非零贡献，只有在弱或中等的电子-声子耦合的情况下。得出了在强耦合极限下自陷激子不存在的结论。本文讨论了声子场中平移不变激子的吸收谱和发射谱的特殊性。当类氢激子模型仍然有效的情况下，电子-声子相互作用的条件被发现。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mechanical Detuning of Exciton-Phonon Resonance in WS2
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)（马德里材料科学研究所）；Universidad Autonóma de Madrid（马德里自治大学）
通过机械变形实现二维半导体共振拉曼散射的调谐，无需改变激光能量，实现共振与非共振散射的可控转换，实验显示WS2中B激子红移180 meV，导致双共振2LA(M)模式在532 nm激发下显著坍塌。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comprehending robust quantum effects in organic semiconductors: Charge-transfer excitons, aggregate phonons and fractons
在室温下工作的有机半导体材料中，存在着显著的量子效应，但人们对它的认识还不够全面，而电荷转移（CT）激子通常被认为是其中的关键成分。另一个重要的物质是声子来自分子内和分子间的振动，相关的对角电子-声子耦合引起空间局域化，非对角耦合指的是电子波函数的色散。在这项工作中，我们首先提出了一个玩具模型的基础上的分形物理现象揭示的相干运动的CT激子其次是共振声子的聚集。基于该模型，描述了不同材料体系中的分级量子效应的一般情形。为了检验分形子模型是否适用于实际，我们采用自适应含时密度矩阵重整化群算法计算了CT激子的无序相关（OTOC），这是一种纠缠熵的量子动力学度量.基于有机材料中三种常用的考虑两种相互作用的现实模型，我们分别研究了CT激子和聚合声子在超快电荷转移、相干极化子跳跃和三重态对解离中的不可约作用.我们的理论将电荷、激子、自旋和声子统一到一个统一的框架中，有助于阐明有机半导体中复杂多样的量子效应。
2021-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-LO-phonon dynamics in InAs/GaAs quantum dots: Effects of zone-edge phonon damping
从理论上研究了InAs/GaAs量子点中激子-LO-声子系统在超快光激发后的动力学行为。分析了非简谐声子阻尼的影响及其与声子色散的相互作用。在吸收谱和时间演化中突出了带边衰减过程的特征，为声子非谐效应的实验研究提供了一种可能的途径。
2005-07-04 cond-mat.mes-hall
First-principles study of luminescence in hexagonal boron nitride single layer: exciton-phonon coupling and the role of substrate
面元氮化硼（hBN）是一种宽带隙材料，具有强激子光发射和激子-声子耦合。最近合成的单层形式（m-hBN）上进行的发光实验呈现彼此不同的发射光谱，其中一些表明声子辅助和直接发射通道之间的共存。受这些结果的启发，我们使用一种新的\textit{ab initio}方法研究了（m-hBN）的光学响应，该方法考虑了原子振动对发光光谱的影响。我们构造了动态激子-声子自能，然后用它来微扰校正光学响应函数，并以体相hBN为基准测试这种方法。在我们的方法中，我们能够估计由声子辅助跃迁引起的直接峰的重正化，这使我们能够准确地描述两个过程都存在的光谱。我们发现m-hBN的发射信号强烈依赖于其与基底的相互作用，这将其性质从直接材料改变为间接材料，并改变了电子感受到的屏蔽。我们将m-hBN发射信号归因于明亮的直接激子，并考虑声子副本出现的可能性。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-tunable intervalley excitons and phonon replicas in bilayer WSe$_2$
本文报道了用光致发光法直接观察到双层WSe $_2$中Q导谷和$Γ$价谷之间的谷间激子。$Γ$激子位于QK激子下方约18 meV处，并且主导双层WSe $_2$的发光。通过测量在门控电场下的激子光谱，我们发现了Q $Γ$和QK激子之间不同的层间电偶极矩和斯塔克位移。值得注意的是，我们可以使用电场在Q $Γ$和QK激子之间切换能量顺序和主导发光。Q $Γ$和QK激子都表现出明显的声子复制，其中由于激子-声子（近）共振散射和大量的双声子散射路径的存在，双声子的复制比单声子的复制更突出。我们可以通过全面的理论建模和计算来模拟副本光谱。斯塔克位移和声子副本的理论和实验之间的良好的协议，有力地支持我们的指定的Q $Γ$和QK激子。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Charge tuning of non-resonant magneto-exciton phonon interactions in graphene
远离共振，单层石墨烯中G带声子与磁激子的耦合显示出扭结和分裂对填充因子，这通过朗道能级跃迁间和朗道能级跃迁内的泡利阻断和解除阻断来很好地描述。我们探讨了高磁场拉曼散射的非共振电子-声子耦合，而载流子密度的静电调谐控制的填充因子。我们表现出定性和定量的协议之间的光谱和线性模型的电子-声子相互作用在磁场。分裂是由由于G带声子简并度的提升而导致的左旋和右旋圆偏振光的二向色性引起的，并且分段线性斜率是由序列朗道能级相对于$ν$的线性占据引起的。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin--flip Limited Exciton Dephasing in CdSe/ZnS Colloidal Quantum Dots
在CdSe/ZnS纤锌矿量子点中的最低亮激子的退相时间测量从5 K到170 K，并使用灵敏的三光束四波混频技术不受光谱扩散影响的激子精细结构内的密度动力学进行比较。纯退相通过声学声子占主导地位的初始动力学，其次是指数零声子线退相的109 ps在5 K，远快于10 ns激子辐射寿命。零声子线退相是由声子辅助的自旋翻转从最低亮态到暗激子态来解释的。这证实了激子寿命的温度依赖性和直接测量的亮暗激子弛豫。我们的研究结果给出了一个明确的证据，在这些纳米晶体的激子退相的物理起源。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moire-Engineered Excitonic Landscape and Phonon-Mediated Recombination in Twisted WSe2 Bilayers
Indian Institute of Technology Mandi（印度技术学院曼迪分校）；CSIR-National Physical Laboratory（印度科学工业研究理事会国家物理实验室）；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（科学与创新研究学院）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；National Institute of Material Science（国家物质科学研究所）
通过扭曲双层二硒化钨的莫尔超晶格，实验观察到强层间激子发射和声子辅助复合，并发现扭曲抑制了缺陷束缚激子，为调控过渡金属二硫族化物中的激子-声子相互作用提供了新途径。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon impact on the dynamics of resonantly excited and hot excitons in diluted magnetic semiconductors
声子是半导体中亮激子和暗激子耦合的主要机制。在这里，我们研究稀磁半导体，这个过程是在直接竞争的散射在本地化的磁性杂质。为此，最近开发的量子动力学描述的激子自旋动力学在稀磁半导体量子阱扩展的散射与纵向声学声子。一个强大的声子的影响被发现在激子的抛物线上的激子动量的重新分配，变得特别突出的高温和激子分布进一步远离激子共振，这是光学黑暗。尽管它们对能量再分配的影响，声学声子几乎不影响激子自旋动力学，因为激子-杂质相互作用总是占主导地位。此外，事实证明，激子自旋寿命增加了大约一个数量级的非平衡热激子分布，此外，显着的量子动力学签名后出现的激子自旋动力学共振光激发显着减少。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall
Quantum dot Rabi rotations beyond the weak exciton-phonon coupling regime
在弱激子-声子耦合近似下，研究了声子环境影响下受驱动量子点的激子动力学。通过结合极化子变换和时间局域投影算子技术，我们开发了一个主方程，可以有效的激子-声子耦合强度和温度比标准的弱耦合方法在更大的范围内。对于这里考虑的实验相关参数，我们发现弱耦合和极化子理论在低温（低于30 K）下给出了非常相似的预测，而在更高的温度下，我们开始看到两者之间的差异。这是因为弱耦合理论与极化子方法不同，它不能捕捉多声子效应，同时也不能正确解释声子诱导的驱动频率重正化。特别是，我们发现，弱耦合理论往往高估的阻尼率相比，预测的极化子理论。最后，我们扩展我们的理论，包括非马尔可夫效应，并发现，对于这里考虑的参数，它们几乎没有影响的激子拉比旋转时，绘制为脉冲面积的函数。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling of exciton condensate by external fields and phonon laser
提出了利用面内磁场和法向电场观测和控制耦合量子阱中空间和动量-空间间接激子系统中玻色-爱因斯坦凝聚的新方法。场用于激子色散工程。当存在面内磁场时，空间间接激子的基态在动量空间中也变为间接激子。电场大小的操纵用于调谐到冷凝物中的“暗”长寿命空间和动量-空间间接激子到辐射区中的空间和动量-空间直接激子的跃迁的共振，其中声子产生，并且随后辐射区中的直接激子复合。根据所提出的方案，间接激子在凝聚体中的迁移率在共振时急剧上升。结果，除了增强光谱窄光致发光连接与复合的直接激子在辐射区与特定的角度依赖性，几乎单色和单向的声子束出现。在此基础上考虑了获得“声子激光”辐射的可能性。
2000-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Emerging Photoluminescence from the Dark-Exciton Phonon Replica in Monolayer WSe2
基于钨的单层过渡金属二硫属化物具有长寿命的暗激子，即处于自旋三重态构型的电子-空穴对。暗激子的长寿命和独特的自旋性质为探索电偶极跃迁以外的光-物质相互作用提供了令人兴奋的机会。在这里，我们证明了暗激子和光学沉默的手征声子的耦合，使暗激子副本在单层WSe 2的固有光致发光。依赖于门和磁场的PL测量揭示了位于暗激子下方21.6 meV的圆极化复制峰，等于来自Se振动的E”声子能量。第一性原理计算表明，激子-声子相互作用选择性地将自旋禁止的暗激子耦合到谷内自旋允许的亮激子上，从而使手征声子和圆偏振光子同时发射.我们对声子复制的发现和理解揭示了声子和光子的手性决定的发射通道，揭示了操纵谷自旋的新途径。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon couplings inherent in polarons drive exciton dynamics in two-dimensional metal-halide perovskites
我们报告的激子形成和弛豫动力学光载流子注入后，在一个单层的二维碘化铅钙钛矿。我们用时间分辨光致发光和瞬态吸收光谱研究了四种不同激子共振的时间演化，发现在5，K时，在$\lesssim$ 1-ps时间尺度上形成一个激子子集，这些激子随后在$\sim$ 5- 10，ps弛豫为低能激子，并在$<$ 100，K以上有明显的温度依赖性.我们实现了模式投影分析，确定所有观察到的声子与频率$\leq$ 50\，cm $^{-1}$激子间非绝热耦合，这反过来又决定了激子弛豫率的相对贡献。这种分析排名的声子，参与极化晶格畸变的激子相互转换动力学的相对贡献，从而建立它们的作用在激子状态的非绝热混合，这在激子弛豫速率。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ab Initio Modeling of Phonon-Assisted Relaxation of Electrons and Excitons in Semiconductor Nanocrystals for Multiexciton Generation
在GW-BSE（Bethe-Salpeter方程）方法框架下，对纳米团簇中的电子-声子相互作用和激子-声子相互作用进行了计算。声子效应的模型与两个粒子表示的第一次。计算了电子和激子的无辐射弛豫速率。结果表明，单声子弛豫和多声子弛豫在纳米晶体中都是显著的，并且对应于两种具有完全不同谱线形状的物理过程。此外，多声子弛豫始终发生，其速率与所研究系统（Si 46）中电子和激子的相应单声子弛豫速率相当。基于多体格林函数理论计算了电子和激子的非弹性散射率。对于Si 46中的电子态，非弹性散射衰变被预测为多激子弛豫的主要衰变机制，并且对于Si 46中的大多数激子态，非辐射弛豫率大于非弹性散射率。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall
Strong Triplet-Exciton-LO-Phonon Coupling in Two-Dimensional Layered Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Single Crystal Microflakes
二维层状杂化钙钛矿为研究激子的性质提供了一个理想的平台。本文报道了二维（C6 H5 CH 2CH 2NH 3，PEA）2 PbBr 4钙钛矿中强的三重态激子和光学声子耦合。三重态激子在厚的钙钛矿微片中表现出强的光致发光（PL），并且PL对于单层微片是不可检测的。三重态激子-LO声子的耦合强度约为单重态激子-LO声子的耦合强度的2 ~ 3倍，LO声子能量约为21 meV。这种差异可能是由于位于阱中的单重态激子和位于2D层状钙钛矿中的势垒中的三重态激子的不同位置。揭示了三重态激子-LO声子的强耦合，为理解杂化钙钛矿结构中的多体相互作用提供了基础，这对今后基于二维钙钛矿结构的光电子器件的开发和优化具有重要意义。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall
Optomechanical amplification driven by interference of phonon-exciton and phonon-photon couplings
本文从理论上研究了零维微腔中激子极化激元与振动相互作用的光机阻尼和放大谱。我们证明，光谱强烈地依赖于激子-声子和光子-声子耦合常数的比例。这些耦合之间的干扰使得能够实现这样的情况，即当光机械增益仅存在于较低的极化激元共振或仅存在于较高的极化激元共振时。我们的研究结果提供了在各种多模系统中的光机械相互作用的见解，其中几个谐振振荡器，如光子，等离子体激元，或激子耦合到相同的振动模式。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Valley-selective chiral phonon replicas of dark excitons and trions in monolayer WSe2
我们观察到一组三个副本发光峰在21.4毫电子伏以下的暗激子，负和正暗trions（或激子极化子）在单层WSe 2。复制红移能量与带心E”模光学声子的能量相匹配。声子副本表现出平行的栅极依赖性和相同的g因子的暗激子状态，但遵循亮激子状态的谷选择规则。暗态在面内方向表现出面外跃迁偶极和谷独立的线偏振发射，而其声子副本在面外方向表现出面内跃迁偶极和谷依赖的圆偏振发射.我们的结果和对称性分析表明，K谷暗激子衰减为左手手征声子和右手光子，而K '谷暗激子衰减为右手手征声子和左手光子.这种手征声子副本的谷选择规则可以用来识别暗激子态的谷，并探索它们与声子的手征相互作用。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted dark exciton preparation in a quantum dot
在半导体量子点中，与环境（即声子）的耦合对于光学态制备起着至关重要的作用。我们分析了声子的影响，两种方法的直接光学制备的暗激子，这是通过倾斜的磁场：激发与啁啾激光脉冲和激发与失谐脉冲。我们的研究表明，对于这两种方法，声子要么不妨碍所提出的机制，甚至是有用的，通过拓宽参数范围，其中暗态制备是可能的，由于声子辅助暗激子制备。鉴于声子对光学制备的积极影响，在量子点中使用暗激子变得更加有吸引力。
2017-04-12 cond-mat.mes-hall
Energy relaxation during hot-exciton transport in quantum wells: Direct observation by spatially resolved phonon-sideband spectroscopy
利用固体浸没透镜增强空间分辨率的显微光致发光研究了ZnSe量子阱中激子在实空间输运过程中的能量弛豫。直接测量了源于热激子的LO声子辅助复合的LO声子边带的空间演化。通过计算LO声子辅助的复合几率，我们得到了激子的非热能量分布，并直接观察到热激子在输运过程中的能量弛豫。我们发现激子在几微米的长度尺度上的传输过程中保持热。因此，这种规模的激子输运不能用经典扩散来描述。
2002-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of coherent phonons coupled to excitons
该研究建立了零动量相干声子与共振泵浦亮激子相互作用的微观理论，推导了含裸电子-声子矩阵元的耦合表达式，预测了激子的极化子式红移与振荡特性，并通过MoS₂单层的数值模拟验证了解析结果。
2024-06-21 cond-mat.mes-hall
Hot Polarons with Trapped Excitons and Octahedra-Twist Phonons in CH3NH3PbBr3 Hybrid Perovskite Nanowires
杂化钙钛矿材料在光电子学和高效率发光器件中显示出巨大的应用潜力。缺陷诱导的束缚激子和声子之间的相互作用在理解这种优异的品质因数的新兴现象中起着重要的作用。在这里，我们展示了窄线宽的热极化子在$\mathrm{CH_{3}NH_{3}PbBr_{3}}$纳米线，它源于捕获激子和八面体扭曲声子之间的相互作用。光致发光中热极化子的观测表明激子与声子之间存在很强的相互作用。磁光谱进一步证实了多个热极化子的存在，并证实了束缚激子的塞曼分裂和声子能量随抗磁效应的增加。此外，参与相互作用的声子被证明是八面体扭转振动，这是横向光学声子，而捕获激子和纵向光学声子之间的相互作用是弱的。我们的工作表明，在钙钛矿中捕获的激子更喜欢与横向而不是纵向光学声子相互作用。由于体材料通常与纵向光学声子相互作用，这一结果提供了钙钛矿中缺陷的高耐受性的物理解释。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
Phonon-induced Markovian and non-Markovian effects on absorption spectra of moiré excitons in twisted transition metal dichalcogenide bilayers
Institute of Solid State Theory, University of Münster（明斯特大学凝聚态理论研究所）；Department of Physics, University of Münster（明斯特大学物理系）
研究揭示了扭曲双层中莫尔激子的声子耦合随扭角变化，影响吸收光谱特性，发现小扭角时非马尔可夫极化动态主导，大扭角时马尔可夫过程主导，同时多条激子带散射影响吸收峰。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall
Exciton interaction with acoustic phonons in PbS nanocrystals
采用${\bf k} \cdot {\bf p}$模型计算了PbS纳米晶体中激子与声子通过形变势的相互作用。的基本呼吸模式和它的泛音，以及与总角动量$j=2$的球振动的黄-里斯因子的大小依赖性进行了评估。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall
