Temperature dependence of the electron spin resonance linewidth in magnetic insulators
我们分析了交换耦合磁性绝缘体中临界区以上的电子自旋共振线宽随温度的变化关系。重点是在自旋-自旋项为常数，单声子项和双声子项分别随T和T^2变化的温度下，将自旋-自旋相互作用、自旋-单声子相互作用和自旋-双声子相互作用对线宽的贡献分开。以Co_3O_4为例，我们在50 K < T < 500 K的温度范围内使用最小二乘拟合来获得三个组分的值。发现在100 K以下，自旋-自旋机制占主导地位，而在250 K以上，双声子机制最为重要。在中间区域，所有三个机制都作出了重大贡献。
2017-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Lattice anharmonicity effects in fluorite oxide single crystals and anomalous increase in phonon lifetime in ceria at elevated temperature
本研究通过拉曼光谱和第一性原理计算，发现二氧化铈单晶在1023-1123 K出现声子线宽反常减小，归因于晶格非简谐性诱导的声子重整化，为萤石型氧化物高阶非简谐相互作用提供新见解。
2025-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Exact formula with two dynamically screened electron-phonon couplings for positive phonon-linewidths approximations
本文提出一个仅含缀饰电子-声子耦合的声子线宽精确公式，确保正定性，兼顾非绝热与关联效应，并证明密度泛函微扰理论无屏蔽图双计数，且扩展至非平衡情形，为声子玻尔兹曼方程提供严格依据。
2025-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics of cobalt grown on graphene
铁磁共振（FMR）自旋抽运是一个快速发展的领域，在各种材料系统中显示出有前途的结果。该技术利用铁磁体中的磁化的共振旋进将自旋注入到相邻的非磁性材料中。由于石墨烯特殊的自旋输运性质，自旋泵入石墨烯是有吸引力的。本文报道了CVD石墨烯上生长的钴的FMR表征，并检查了线宽展宽作为自旋泵浦指标的有效性。与没有石墨烯的钴样品相比，直接接触石墨烯上的钴显示出增加的FMR线宽-这是自旋泵的常用特征。在Co/MgO/石墨烯结构中获得了类似的结果，其中1 nm MgO层充当隧道势垒。然而，SQUID，MFM和克尔显微镜测量表明，在石墨烯上生长的钴中的磁无序增加，这可能是由于生长过程的变化和缺陷的增加。这种磁无序可以解释由于双磁振子散射或镶嵌效应而导致的线宽增强。因此，不可能仅从FMR线宽测量得出成功自旋注入石墨烯的结论。
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of electron-phonon linewidths and molecular dynamics with electronic friction at metal surfaces with numeric atom-centered orbitals
分子在金属表面的运动受到非绝热效应和电子-声子耦合的影响。随后的能量耗散和动力学转向效应不能用经典的分子动力学模拟来捕捉，但可以用基于密度泛函理论的电子摩擦方法和线性响应计算的分子动力学来描述。在这里，我们提出了一个电子结构代码FHI-aims的基础上的全电子数值原子轨道描述的电子-声子响应的实现。在提供了底层近似和数值考虑的细节之后，我们提出了与以前的实现相比新代码的显着可扩展性和性能改进[Phys. Rev. B 94，115432（2016）]。我们比较收敛行为和我们的模拟结果的示例性系统，如CO上Cu（100），H $_2$吸附Cu（111），和CO上Ru（0001）对现有的平面波实现。我们发现，我们的全电子计算表现出更快，更单调的收敛行为比传统的平面波为基础的电子-声子计算。我们的研究结果表明，许多文献中的电子-声子线宽计算可能是欠收敛的。最后，我们展示了新的代码的能力，通过研究的贡献带间和带内激发的非周期运动的振动线宽加宽以前不可行的大周期表面模型。
2021-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Exciton lifetime and optical linewidth profile via exciton-phonon interactions: Theory and first-principles calculations for monolayer MoS$_2$
本文开发了一种第一性原理方法研究单层MoS2中激子-声子耦合动力学，揭示了激子内部自旋结构导致最低能量亮A激子具有长寿命，并采用二阶微扰理论同等处理光子与声子，成功描述了退相干机制且激子线宽与实验吻合。
2022-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Linewidths in Twisted Bilayer Graphene near Magic Angle
本研究通过计算探究扭曲双层石墨烯中电子-声子相互作用与非谐效应对魔角附近声子线宽的影响，预测了莫尔势诱导的模式劈裂，证实两类效应均显著影响拉曼活性G模线宽。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-consistent electron lifetimes for electron-phonon scattering
针对压电材料中声学声子与电子强耦合导致Fan-Migdal电子线宽动量依赖发散的问题，提出自洽电子线宽计算理论，可消除该发散并修正非压电极性材料的线宽，有望广泛用于真实材料电子性质实验解读。
2024-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dielectric properties of rutile $\mathrm{TiO}_2$: First-principles anharmonic self-consistent phonon study
用从头算非谐晶格动力学方法计算了强非谐金红石$\mathrm{TiO}_2$的晶格介电函数。由于精确计算的$Γ$点声子的光学性质是必不可少的，我们采用修改后的自洽方法，包括三阶非谐以及四阶非谐。由此产生的光学声子频率和线宽在$Γ$点更好地符合实验测量比那些从微扰的方法。我们表明，四声子散射过程的贡献一样多的三阶非谐项声子线宽。此外，将声子线宽的频率依赖性表明，实验上已知的，但未确定的介电函数的峰值是由于双声子过程。这项工作强调了自洽的方法在预测高度非谐材料的光学性质的重要性。
2022-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic linewidths of confined phonons in few-layer hBN
University of Cambridge（剑桥大学）
利用氦-3自旋回波谱学测量少层六方氮化硼中低能声子的本征线宽，发现层数减少导致声子寿命显著降低，揭示了维度限制对声子衰减的影响。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Higher-order nonadiabaticity governs the temperature dependence of the phonon spectrum
Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；WEL Research Institute（WEL研究所）
该研究针对现有非绝热声子自能计算的缺陷，以MgB₂为对象，发现高阶非绝热声子修正可缓解问题，得到更吻合实验的线宽与圆顶状耦合强度温度依赖，揭示高阶非绝热性决定声子谱的温度依赖。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
A revisit to phonon-phonon scattering in single-layer graphene
了解石墨烯的导热机制是一个长期的研究课题，由于其高导热性。基于Peierls-Boltzmann输运方程（PBTE）的研究揭示了石墨烯中许多独特的声子输运性质，但以往的研究大多只考虑了三声子散射，并依赖于0 K下提取的原子间力常数（IFC）。在本文中，我们探讨的四声子散射和温度依赖的IFC的声子输运在石墨烯中的作用，通过我们的PBTE计算。我们表明，四声子散射的强度将被严重高估，通过使用在0 K下提取的IFC相比，对应于一个有限的温度，和四声子散射被发现显着降低石墨烯的热导率，即使在室温下。为了重现从分子动力学模拟预测，声子频率展宽时，必须考虑到确定的声子散射率。我们的研究阐明了有限温度下石墨烯的声子输运性质，并可以扩展到其他晶体材料。
2019-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Detecting band inversions by measuring the environment: fingerprints of electronic band topology in bulk phonon linewidths
物质的拓扑相和耗散浴之间的相互作用构成了一个新兴的研究课题，与凝聚态，光子晶体，冷原子气体和量子信息有关。虽然最近的研究表明，耗散浴可以诱导拓扑相在本质上平凡的量子材料，拓扑不变量的耗散浴的反作用被忽视。通过探索这种反作用耦合到声子的中心对称狄拉克绝缘体，我们表明，体光学声子的线宽可以包含通用的功能，揭示了电子结构的拓扑结构。这个结果是第一个已知的例子，其中开放量子系统的拓扑相位可以通过测量周围环境的体属性来检测。
2015-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon anharmonicities in graphite and graphene
我们确定从第一性原理的有限温度特性-线宽，线位移，和寿命-的关键振动模式，占主导地位的非弹性损耗石墨材料。在石墨中，拉曼激活的E2 g模式的声子线宽被发现随温度降低;这种异常行为完全由电子-声子相互作用驱动，并且不会出现在近简并的红外激活的E1 u模式中。在石墨烯中，在K处的A“1模式的声子非谐寿命和衰减通道在G处的E2 g上占主导地位，并且与声学声子强烈耦合，突出了碳基互连中的弹道输运如何需要仔细设计声子衰减和热化。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Coherent Phonon Transport in Two-dimensional Graphene Superstructures
热声子的相干波效应有望在热输运控制中带来变革性的机会，但由于热声子的波长很小，通常低于几纳米，因此在很大程度上尚未探索。这个小的长度尺度表明，而不是人工声子晶体，一个更有前途的方向是研究自然材料中的相干声子效应与热声子波长匹配的分层超结构。在这项工作中，我们使用第一性原理模拟来表征以前未研究过的D-石墨烯和T-石墨烯的热性质，二维碳同素异形体基于传统的石墨烯结构，但含有二级，面内周期性。我们发现，尽管非常相似的原子结构和键合强度，D-石墨烯和T-石墨烯具有显着不同的热性能比原始石墨烯。在室温下，D-石墨烯和T-石墨烯的计算热导率为600 Wm-1 K-1和800 Wm-1 K-1，而石墨烯的热导率超过3000 Wm-1 K-1。我们将这些独特的属性归因于自然发生的低频光学声子模式的存在，这些模式显示声子相干性的特征，并且从声学模式的折叠和相关的频率间隙开口中产生，这种现象也发现于超晶格中，其中引入了平面外的周期性。此外，我们观察到D-和T-石墨烯中显著增强的Umklapp散射，这在很大程度上抑制了原始石墨烯中的流体动力学声子输运。我们的研究提出了D-石墨烯和T-石墨烯作为理想的模型系统，以探索2D中的相干声子效应，并展示了使用相干声子效应显着修改2D材料的热输运而不对其基本成分进行剧烈改变的潜力。
2019-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Screening of electron-phonon coupling in graphene on Ir(111)
采用角分辨非弹性电子散射和密度泛函方法计算了石墨烯在Ir（111）表面的声子色散。在表面布里渊区的$Γ$和K点处观察到最高光学声子支的Kohn异常。在K下，Kohn异常比从原始石墨烯和石墨观察到的弱。这种观察是合理的，在减少的电子-声子耦合，由于金属基板的石墨烯电子相关性的屏蔽。
2013-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Towards Phonon Spectrum of Graphene
结果表明，碳原子间的近邻耦合不足以再现石墨烯中观察到的声子谱，第二近邻力常数是必不可少的。为了完整起见，我们重新推导了原子之间最近邻和次最近邻耦合的一维链和二维晶格（如正方形晶格和三角形晶格）的声子谱。这篇文章基本上是在物理研究所发表的关于石墨烯声子谱的评论性演讲的技术细节。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interactions in Graphene, Bilayer Graphene, and Graphite
使用第一性原理技术，我们计算的电子费米速度和振动寿命所产生的电子-声子相互作用在掺杂的双层石墨烯和石墨中的重整化，并比较结果与相应的量在石墨烯。对于类似的掺杂水平，在双层石墨烯和石墨中的费米速度重整化被发现是大约30%大于石墨烯。在双层石墨烯的情况下，这种差异被证明是由层间相互作用引起的。我们讨论了我们的研究结果，在最近的光电子和拉曼光谱实验。
2008-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Phonon modes at finite temperature in graphene and single-walled carbon nanotubes
采用模式投影技术结合分子动力学模拟研究了石墨烯和单壁碳纳米管（SWCNT）中有限温度下的声子模.研究发现，在有限温度下，声子-声子散射使石墨烯弯曲模的二次声子谱重整化为线性。分析了这种重正化对电子-声子相互作用和声子热输运的可能影响。然而，对于单壁碳纳米管，由于其准一维结构，在单壁碳纳米管中弯曲模的双重简并性的保护下，弯曲模的声子谱的二次特性可以在有限的温度下存活。研究了不同温度下光学声子模的频率和寿命。特别地，石墨烯中面内光学声子和单壁碳纳米管中轴向光学声子的寿命可以用统一的公式$τ(T)=560/T$描述，这与实验结果一致.
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Frequency shift of optical phonons in doped graphene layers
我们使用第一性原理密度泛函计算来确定单层石墨烯中的A $'_1$ - ${\bf K}$声子（拉曼D带）的频移，作为电荷掺杂的函数。对石墨烯多层膜的电子-声子耦合和E $_{2g}$ - ${\bm Γ}$和A $'_1$ - ${\bf K}$声子的声子线宽也进行了详细的DFT研究。此外，我们解释了实验观察到的“1/（层数）”的拉曼G带位置的行为后，包括处理的动态响应随时间变化的微扰理论。
2007-03-15 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
Frequency splitting of intervalley phonons in graphene
我们研究了石墨烯片中谷间声子的热分布。这些声子有两个频率相同的分量。弱的电子-声子耦合保持了这两种模式的简并性。然而，足够强的电子-声子耦合可以导致分裂成光学声子和声学声子分支，这在电子光谱中产生波动间隙。我们描述这些影响，通过治疗的声子分布在鞍点近似。鞍点附近的波动表明声学分支的Berezinskiii-Kosterlitz-无边界跃迁。这种转变可以在拉曼散射光的偏振中观察到。
2010-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Coupling in Highly-Screened Graphene
石墨烯的光电发射研究导致了一个长期存在的争议，关于实验的电子-声子相互作用的强度与理论计算相比。使用高分辨率角分辨光电子能谱，我们研究了在铜衬底上生长的石墨烯，其中衬底的金属屏蔽大大减少了电子-电子相互作用，简化了理论和实验之间的电子-声子相互作用的比较。通过考虑非线性裸能带结构，我们能够表明，电子-声子相互作用的强度确实与理论计算相一致。此外，我们观察到一个显着的带隙在狄拉克点的石墨烯。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic investigations of phonons in epitaxial graphene
石墨烯与金属基底的相互作用揭示了与纳米技术应用非常相关的现象和性质。本文综述了金属和过渡碳化物表面外延生长的石墨烯的非弹性散射光谱的振动特性。特别是，电子-声子相互作用的表现形式，如科恩异常，弹性性能的评估和声子模式的纳米级控制的介绍和讨论。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Modelling electron-phonon interactions in graphene with curved space hydrodynamics
我们介绍了一个不同的角度来描述电子-声子相互作用的石墨烯弯曲空间流体力学的基础上。声子与载流子的相互作用增加了材料的电阻率。我们的方法捕捉晶格振动的曲率变化的空间，通过电子移动以下流体动力学方程。在这幅图中，对电子流的惯性修正自然产生，有效地产生电子-声子相互作用。相互作用的强度由一个与温度无关的耦合常数控制。我们将此模型应用于石墨烯，并令人满意地恢复预期在高温下的电阻率的线性标度律。我们的研究结果开辟了一个新的视角来处理石墨烯中的电子-声子相互作用，以及其他可以用费米液体理论描述电子的材料。
2017-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Ising instability of a Holstein phonon mode in graphene
我们研究了声子在石墨烯片中的热分布。由于两个电子能带的存在，两个子晶格中存在两个离面声子模。这些模式之一通过自发地破坏亚晶格对称性而经历伊辛转变。我们计算了临界点、声子频率的重整化和平均晶格畸变。这种转变可以在拉曼散射和输运性质中观察到。
2010-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced many-body renormalization of graphene electronic properties
我们发展了一个理论的电子-声子相互作用对石墨烯的电子性质的影响。我们解析地计算了声子介导的电子-电子相互作用引起的电子自能、谱函数和带速重整化。我们发现声子介导的电子-电子耦合对石墨烯能带结构重整化有很大的影响，我们的分析理论成功地捕捉到了在ARPES实验中观察到的石墨烯电子光谱的基本特征，预测了在费米能级以下的$\sim 200\mathrm{meV}$处的扭结和在实验掺杂水平下由$\sim 10-20%$降低的带速。
2007-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen transport within graphene multilayers by means of flexural phonons
石墨烯维持横向平面外机械振动（弯曲声子）。在纳米尺度上，如果在交替的多层膜中以反相方式激发，这些会出现行进的波纹或空腔。在这项工作中，我们探索通过经典的分子动力学模拟的可能性，使用这些移动的纳米腔主动运输氢。我们发现，在声子衰减之前，气体可以在波传播方向上有效地传输数百纳米。因此，这种效应可以用于移动和泵送气体通过多层石墨烯基框架。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanisms governing phonon scattering by topological defects in graphene nanoribbons
理解石墨烯中的拓扑缺陷引起的声子散射对于石墨烯基器件中的热管理特别感兴趣。我们提出了一个研究，量化的作用，不同的机制，管理缺陷声子散射的影响，通过比较10种不同的缺陷结构，使用分子动力学。研究结果表明，声子散射主要受质量密度差的影响，总的趋势受缺陷形成能的控制，声子态密度具有典型的软化行为.声子散射截面被发现是远远大于几何占据的缺陷。我们还表明，晶格热导率可以减少由这些缺陷形成的晶界的存在下，由高达30的一个因素。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Dramatic effects of vacancies on phonon lifetime and thermal conductivity in graphene
了解2D材料，特别是石墨烯中的热传输是热管理和能量转换设备设计的关键挑战。在这些材料中，测量的输运性质对结构缺陷、波纹和空位的高灵敏度是至关重要的。使用基于第一原理的方法结合一个确切的治疗的障碍，我们解决的影响，空位声子寿命和热输运在石墨烯。我们发现，微扰理论完全失败，高估了声子寿命近两个数量级。同时，在有缺陷的石墨烯中，LA和TA模式保持良好定义，ZA模式变得边缘化。在长波长的限制，ZA的色散从二次线性和散射率的变化被发现成正比的声子能量，在二次缩放往往假设相反。对热输运的影响，计算超过弛豫时间近似，包括第一原理声子-声子散射率，如最近报道的原始石墨烯，揭示了壮观的效果，即使是极低的空位浓度。
2019-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Mobility in Semiconducting Graphene Nanoribbons: Phonon, Impurity, and Edge Roughness Scattering
通过比较声子散射、杂质散射和线边粗糙度散射对半导体石墨烯纳米带中载流子输运性质的影响，研究了半导体石墨烯纳米带中载流子输运性质。结果发现，位于纳米带表面的杂质的散射，并从声学声子线边缘粗糙度散射一样重要。这些散射机制的相对重要性随温度、费米能级位置和带的宽度而变化。在此基础上，提出了提高低场迁移率的策略。
2008-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interactions for Optical Phonon Modes in Few-Layer Graphene
我们提出了第一性原理研究的电子-声子（e-ph）相互作用及其贡献的光学声子模式的线宽在$Γ$和K在一到三层石墨烯。研究发现，由于层间耦合和堆叠几何结构的影响，少层石墨烯中的高频光学声子模与不同的价带和导带耦合，导致这些模式的e-ph相互作用强度不同。源自单层石墨烯的$Γ$ - $E_{2g}$模式的一些多层光学模式表现出略高的频率和大大减小的线宽。另外，多层膜中的K- $A'_1$相关模式的线宽依赖于堆叠模式，并且随着层数的增加而减小。
2009-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chirality-induced Dynamic Kohn Anomalies in Graphene
我们开发了一个理论的声子能量色散在石墨烯由于库仑和电子-声子（e-ph）相互作用的综合影响的重整化。我们通过声子自能的精确解析推导得到了重整化声子能谱，发现LO声子在声子波矢$q = ω/v, 2k_F\pmω/v$处有三个明显的Kohn反常，TO声子在声子波矢$q = ω/v$处有一个明显的Kohn反常.与普通金属中常见的KA $q = 2k_F$相反，石墨烯中这些新KA的存在源于e-ph相互作用的动态屏蔽（伴随着Born-Oppenheimer近似的崩溃）和石墨烯e-ph耦合的独特手性。
2008-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Valence Force Model for Phonons in Graphene and Carbon Nanotubes
许多计算需要一个简单的经典模型来描述sp^2键碳原子之间的相互作用，比如石墨烯或碳纳米管。在这里，我们提出了一个新的价力模型来描述这些相互作用。计算得到的石墨烯的声子谱和纳米管的呼吸模式能量与实验测量和从头计算结果吻合得很好。该模型不假设底层晶格，因此它也可以直接应用于扭曲的结构。讨论了该模型的特点和局限性。
2009-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of phonon spectrum and thermal expansion of graphene, silicene, germanene and blue phosphorene
基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了石墨烯、硅烯、锗烯和蓝磷烯等单原子二维蜂窝晶格的振动性质和热膨胀性质.我们着重讨论了它们性质的异同，并试图从它们的晶格结构来理解它们。我们说明，从石墨烯到蓝色磷烯，声子带隙的发展，由于大的屈曲诱导的混合的面内和面外的声子模式。这种混合也会影响它们的热性能。利用准谐波近似，我们发现它们在室温下都表现出负的热膨胀。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of Graphene under Uniaxial Stress: Phonon Softening and Determination of the Crystallographic Orientation
本文系统地研究了单轴拉伸应力作用下石墨烯单分子膜中光学声子的拉曼光谱。G带和2D带都表现出显著的红移。由于应变引起的对称性破缺，G带分裂成两个不同的子带（G+，G-）。来自G+和G-带的拉曼散射显示出独特的偏振依赖性，其反映了应力轴与下面的石墨烯晶体轴之间的角度。因此，偏振拉曼光谱构成了用于确定石墨烯的晶体取向的纯光学方法。
2008-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Modified Confinement Model for Size Dependent Raman Shift and Linewidth of Silicon Nanocrystals
提出了一种考虑尺寸分布的声子约束模型，改进了声子色散曲线和约束函数，并用于计算硅纳米晶的尺寸相关拉曼光谱。该模型能够同时计算拉曼位移、强度和线宽。计算的拉曼光谱的红移和线宽与尺寸有关，与文献中的实验数据符合得很好，比以前报道的理论结果更好。相对较小的硅纳米晶体的红移和线宽的快速上升被很好地再现。从该模型还得到了拉曼光谱的非对称性。
2009-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mixed quantum-classical modeling of exciton-phonon scattering in solids: Application to optical linewidths of monolayer MoS2
本研究提出一种用于固态材料激子-声子散射的混合量子-经典框架，结合倒易空间动力学与从头算参数化的相互作用模型，计算单层MoS₂光学线宽，结果与多温度下实验值吻合，为研究固体非绝热动力学提供新途径。
2024-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effect of quantum confinement on exciton-phonon interactions
研究了GaAs/AlAs超晶格中I型局域激子的均匀线宽。这些局部化中心代表准二维（Q2 D）和准零维局部化之间的中间情况。从显微光致发光谱中获得了高精度的均匀线宽的温度依赖性。我们证实了减少相互作用的激子与他们的环境，降低维数，除了耦合到LO-声子。这些局域激子的线宽的低温极限比Q2 D激子小五倍。激子-声学-声子相互作用系数比Q2 D激子小5 ~ 6倍。在我们的样品中发现，局域化的平均激子-LO-声子相互作用的增强。但这种相互作用对定位中心的详细结构非常敏感。
2002-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon Transport in Graphene
石墨烯中的声子-晶格振动的量子-的性质引起了物理和工程界的强烈关注。声学声子是室温附近石墨烯中的主要热载体，而光学声子用于在少层石墨烯的拉曼实验中计数原子平面的数目。理论和实验都表明，声子的输运性质，即能量色散和散射率，在准二维系统中，如石墨烯与石墨或三维块状晶体中的基面相比，有很大的不同。二维声子输运的独特性质转化为石墨烯和相关材料中不寻常的热传导。在这篇综述中，我们概述了不同的理论方法开发的声子在石墨烯中的传输，讨论了在平面和交叉平面声子模式的贡献，并提供与现有的实验热导率数据的比较。特别注意的是给出了最近的理论结果的分析的声子热导率的石墨烯和少层石墨烯，和应变，缺陷和同位素的声子输运在这些系统中的影响。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Thermal Transport in Graphene and Graphene-Based Materials
石墨烯不同寻常的热性质的发现刺激了旨在理解二维材料系统中声子输运和热传导的实验、理论和计算研究。我们提供了一个关键的审查最近的结果在石墨烯热场集中在声子色散，比热，热导率，不同的模型和计算方法的比较。详细分析了石墨烯基材料的声子谱与导热性能之间的关系。在双层石墨烯，同位素工程，和不同的声子色散分支的相对贡献的原子平面旋转的影响进行了讨论。为了读者的方便，本文以综合注释表的形式提供了有关热导率和声子模对热输运贡献的主要实验和理论结果的摘要。
2016-06-01 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
Hot Phonons in an Electrically Biased Graphene Constriction
声子载流子相互作用可以对器件性能具有显著影响。它们可以通过测量声子寿命来探测，声子寿命反映了声子与其他准粒子，特别是载流子及其伴随声子的相互作用强度。载流子声子和声子-声子对声子寿命的贡献可以从温度依赖的研究中解脱出来。在这里，我们解决的重要性，声子载流子相互作用的焦耳加热的石墨烯收缩，以有助于理解的能量耗散在石墨烯为基础的电子器件。我们证明，无隙石墨烯授予电子声子相互作用不寻常的意义，特别是在低载流子密度。在常规半导体中，带隙通常防止声子通过电子-空穴产生而衰减，并且在金属或其他半金属中，费米温度过大而不能进入电子-声子耦合起主导作用的区域，如在石墨烯中在300至1600 K的研究声子温度区域中。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonons in Twisted Bilayer Graphene
我们从理论上研究了不同旋转角度下AA-堆叠、AB-堆叠和扭曲双层石墨烯中的声子色散。计算采用Born-von-Karman模型计算层内原子间相互作用，采用Lennard-Jones势计算层间相互作用。结果表明，堆积阶数对离面声学声子模的影响最大。扭曲双层石墨烯和AA-或AB-堆叠双层石墨烯中的声子态密度的差异出现在声子频率范围90 - 110 1/cm中。扭曲双层石墨烯导致新的声子分支的出现-称为纠缠声子-其起源于布里渊区中来自不同高对称方向的声子模式的混合。纠缠声子的频率强烈地依赖于旋转角，并且可以用于非接触识别石墨烯样品中的扭转角。所得到的结果和表列的频率的声子在扭曲的双层石墨烯的实验拉曼数据的解释和确定这些材料系统的热导率是重要的。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Engineering of the Specific Heat of Twisted Bilayer Graphene: The Role of the Out-of-Plane Phonon Modes
我们从理论上研究了石墨烯、双层石墨烯和扭曲双层石墨烯的比热，同时考虑了每个极化分支的精确声子色散和态密度。结果表明，与传统的认为，面外声学声子的色散-称为ZA声子-偏离强烈的抛物线定律从低至~100 1/cm的频率开始。这导致了ZA声子态密度随频率的变化和比热与温度T的线性关系的破坏。我们建立了ZA声子决定的比热为T<200 K，而在200 K < T < 500 K，来自面内和面外声学声子的贡献是占主导地位的。在高温极限T>1000 K时，光学声子和声学声子对比热的贡献大致相等。石墨烯和扭曲双层石墨烯的德拜温度计算为约1861 - 1864 K。我们的研究结果表明，双层石墨烯等材料的热力学性质可以通过sp2-碳平面的旋转在原子尺度上进行控制。
2015-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hopping-resolved electron-phonon coupling in bilayer graphene
在本文中，我们研究了双层石墨烯中的电子-声子耦合，作为层间跳跃相关的多层石墨烯的典型情况。使用密度泛函理论（DFT）的背景下，并使用不同的光学声子位移的冻结声子的方法，我们能够定量地评估与每个跳跃项$γ_i$相关的电子-声子耦合$α_i$。这种分析还揭示了一个简单的标度律之间的跳跃项$γ_i$和电子-声子耦合$α_i$，这超出了具体的DFT技术。
2012-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Thermal Conduction in Graphene
从理论上研究了单层石墨烯的声子热导率。用价力场方法计算了石墨烯晶格中所有极化方向和晶向的声子色散。利用精确的声子色散和布里渊区，并考虑动量和能量守恒定律允许的所有声子弛豫通道，精确地处理了三声子Umklapp过程。石墨烯的独特性体现在二维声子态密度和对声子Umklapp散射相空间的限制上。缺陷和石墨烯边缘上的声子散射也被包括在模型中。的Gruneisen参数，这是确定从从头算理论作为声子波矢量和偏振分支的函数，并从实验值的范围内进行计算。据发现，单层石墨烯的近室温热导率，计算与现实的Gruneisen参数，是在〜 2000 - 5000 W/mK的范围内，这取决于缺陷浓度和粗糙度的边缘。由于较长的声子平均自由程，即使在室温下，石墨烯边缘也对热导率产生强烈影响。所得到的结果是在良好的协议与最近的测量悬浮石墨烯的热导率。
2009-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon spectroscopy through the electronic density of states in graphene
我们研究了声子结构如何在石墨烯的电子态密度中表现出来。本文提出了一种提取电子-声子重整化$λ$值的方法。此外，我们确定直接声子结构。随着掺杂的增加，这些结构与$λ$一起在幅度上增长并且不再显示粒子-空穴对称性。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation between magnetism and lattice dynamics for cubic FeGe under pressure
该第一性原理研究通过自旋标度交换关联方法，揭示立方B20 FeGe中磁矩与声子线宽在压力下的关联源于电子-声子矩阵元，而非嵌套效应。
2025-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phononics in Low-Dimensions: Engineering Phonons in Nanostructures and Graphene
声子-晶格振动的量子-在材料中的所有电，热和光学现象中显示自己。纳米结构为调整声子能谱和特定应用材料的相关性质提供了令人兴奋的机会。随着石墨烯和二维范德华材料的出现，声子输运和声子相互作用的受控修改（称为声子工程或声子学）的可能性进一步增加。我们描述了用于调谐的声子谱和控制的低维材料通过带状边缘，晶界，同位素组成，缺陷浓度，和原子平面取向的热性能的方法。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lifetimes of Confined Optical Phonons and the Shape of a Raman Peak in Disordered Nanoparticles: II. Numerical Treatment
数值研究了非极性晶体纳米颗粒中无序诱导的光学振动本征模展宽。以前用于治疗声子在无缺陷的粒子的方法进行调整，无序问题的数值评估。在广泛的杂质浓度和无序强度的形式，高斯和二元障碍以及表面的不规则性的缺陷进行了彻底的研究。对于稀的和弱的点状杂质，得到了声子能级分离和重叠的区域，证实了理论预测的线宽行为，交叉尺度落在几纳米的实际范围内。这些概念也适用于强稀杂质。政权和理论预测的交叉检查和识别，并讨论微小的差异。这里仅举几例：对于弱无序，线宽随声子量子数的增加比理论上慢，而对于强稀无序，共振展宽只有理论和数值之间的定性一致。数值计算发现的新现象是：“介观涂抹”的分布函数在合奏相同的无序粒子，拐点的线宽依赖于杂质浓度的轻“密集”的二元杂质，和位置依赖的能力强杂质赶上声子。结果表明，表面不规则性对声子谱线宽度的贡献小于体积无序性，并且它们的衰减速率随颗粒尺寸的增大而加快。本文的研究结果也适用于量子点和短量子线。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononic thermal transport along graphene grain boundaries
我们发现，声子在石墨烯的热输运是不能免疫的晶界（GB）沿温度梯度的方向排列。非平衡态分子动力学模拟揭示了声子热导率（$κ_p$）沿线性超窄晶界包括纵向重复的五边形-七边形位错的大幅减少。格林函数计算和谱能量密度分析表明，$κ_p$是周期性应变场的复杂表现，表现为具有漫反射和镜面声子反射的反射式衍射光栅，是声子-声子非谐散射源。我们的研究结果提供了新的见解的完整性的声子热输运GB石墨烯。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Concomitant enhancement of electron-phonon coupling and electron-electron interaction in graphene decorated with ytterbium
电子-电子相互作用和电子-声子耦合之间的相互作用一直是石墨烯中的关键问题之一，因为它可以提供有关外来原子增强石墨烯中电子-声子耦合的起源的信息。在碳化硅衬底上的镱修饰的石墨烯，电子-声子耦合表现出强烈的增强相比，生长的石墨烯。基于角分辨光电子能谱的研究，镱的存在也被发现导致费米速度的降低，揭示了费米液体理论中电子-电子相互作用的增强。我们的研究结果的电子-电子相互作用和电子-声子耦合的同时增强表明，在石墨烯装饰与外来原子的两个代表性的多体相互作用之间的相互作用的可能性。
2020-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical generation and detection of local non-equilibrium phonons in suspended graphene
悬浮石墨烯的不同的一阶和二阶拉曼峰的测量的频率和强度被用于示出光学声子和不同的声学声子偏振被驱动出亚微米激光光斑内的局部平衡。实验结果与基于第一性原理的多温度模型相关联，表明弯曲声子的等效局部温度比其他声子极化的等效局部温度低得多。这一发现揭示了弯曲模与热电子和光学声子之间的弱耦合。由于石墨烯的固有热导率在很大程度上归因于弯曲声子的贡献，因此观察到的局部非平衡现象对于理解石墨烯基电子和光电子器件中的能量耗散过程以及石墨烯和其他二维材料中热输运的拉曼测量具有重要意义。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
