Interband and intraband transitions, as well as charge mobility in driven two-band model with electron phonon coupling
本研究在含电子-声子耦合的驱动双带模型中，开发了FSH和FMF方法模拟电子动力学，发现周期性驱动能增强带间跃迁、抑制带内跃迁并限制电荷迁移率。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable interband and intraband plasmons in twisted double bilayer graphene
扭曲莫尔超晶格中的平带支持各种拓扑和强关联现象以及容易调谐的电学和光学性质。在这里，我们证明了扭曲的双层石墨烯中存在可调谐的，长寿命的，平坦的带内和带间太赫兹等离子体。我们发现，带间等离子体激元起源于一个范霍夫奇点的存在下，在联合状态密度和一个有限的Berry连接对涉及的频带。我们发现带隙的带间等离子体激元模具有普遍的色散，等离子体激元带隙由范霍夫奇点在联合态密度中的位置决定。金属云纹系统支持一个额外的带内等离子体激元模式，由于带间相关性的影响，该模式在大动量极限下变得平坦。我们表明，无阻尼和平坦的等离子体模式在莫尔系统是高度可调的，可以通过改变垂直电场和电子掺杂控制，他们坚持在很宽的扭转角范围。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unveiling Novel Resonant Interband Contribution to Polarizability in three-dimensional systems
SRM University AP（SRM大学AP分校）；National Institute of Technology, Silchar（西隆国立理工学院）
在随机相位近似下，发现三维材料中一种依赖于化学势的新型带间极化率贡献，在长波极限下产生立方波矢依赖的共振特征，并可在Dirac节线半金属中通过化学势调控。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in remotely doped graphene bilayer heterostructures
在石墨烯双层（GBL）中注入或光学产生电子和空穴可以导致带间粒子数反转，从而实现太赫兹（THz）辐射激光。带内辐射过程与带间跃迁相互竞争。我们证明，远程掺杂增强了所提出的GBL异质结构中间接带间光子的产生。因此，这种远程掺杂有助于超越带内（德鲁德）吸收，并导致在升高的（包括室温）温度下在宽频率范围内的负动态太赫兹电导率的大绝对值。与以前提出的基于GBL的THz激光器相比，远程掺杂GBL异质结构THz激光器有望实现更高的THz增益。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Boltzmann-Bloch Equation Approach to the Theory of the Optical Inter- and Intraband Response in Noble Metals
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料能源研究中心）；Universität Potsdam（波茨坦大学）
本文引入了动量分辨的金属玻尔兹曼-布洛赫方程，用于描述贵金属中电子内带和外带过程。通过考虑电子-电子和电子-声子相互作用，揭示了光学激发后弛豫和退相干过程。以金为例，计算了近红外和可见光范围的线性光学响应，阐明了隐含在经验Drude-洛伦兹模型中的微观过程。
2026-03-19 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity in disordered graphene bilayers with population inversion
无带隙的能带谱使得基于石墨烯和石墨烯双层膜的结构具有由光学或注入泵浦产生的布居数反转，是用于带间太赫兹（THz）激光的有希望的介质。然而，太赫兹频率下的强带内吸收仍然对高效太赫兹激光发射构成挑战。在本文中，我们表明，在泵浦石墨烯双层结构中，间接带间辐射跃迁伴随着无序引起的载流子散射可以提供实质性的负贡献的太赫兹电导率（连同直接带间跃迁）。在具有点电荷缺陷的高- $κ$衬底上的石墨烯双层结构中，这些跃迁几乎完全补偿了由于带内（Drude）吸收引起的损失。我们还表明，在石墨烯双层的延伸缺陷（如带电的杂质团簇，表面缺陷，和纳米孔）的THz电导率的间接带间贡献可以超过几倍的基本限制与直接带间跃迁和德鲁德电导率。这些预测可能会影响基于石墨烯的太赫兹激光器的实现策略。
2015-02-04 cond-mat.mes-hall
Dynamic conductivity of doped graphene in post-linear response
在线性响应之外，对掺杂石墨烯的带间和带内电导进行了理论研究。在共振近似下，当电场足够强时，确定了感应电流与外电场频率和幅值、石墨烯温度和化学势的新关系.特别地，在任意温度和掺杂情况下，得到了感应电流的饱和和光学透明度随波强增长的非线性增加。与固定强度下带间跃迁的增加相反，带内机制的透射系数随化学势和温度的升高而减小。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
Quantum Kinetic Theory of Nonlinear Optical Currents: Finite Fermi surface and Fermi sea contributions
该研究基于密度矩阵运动方程构建了适用于任意能带结构材料的非线性光电流量子动力学理论，揭示了有限费米面与费米海的增强及新型效应，并在拓扑反铁磁体和倾斜外尔半金属中验证了响应特性。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
Size-controlled quantum dots reveal the impact of intraband transitions on high-order harmonic generation in solids
自从固体中高次谐波的产生被发现以来，人们一直致力于研究其产生机制，而带间和带内跃迁都是必不可少的。然而，带内跃迁受固体的电子结构的影响，以及它们如何有助于非线性载流子的产生和高次谐波仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们使用中红外激光脉冲来研究高次谐波的CdSe和CdS量子点（QD），量子限制可以用来控制带内跃迁。当量子点的平均尺寸从2 nm增加到3 nm时，量子点的单位激发体积的高次谐波强度和产生的载流子密度都增加。我们发现，在较大的量子点的子带隙能量的减少增强带内跃迁，这反过来又增加了光生载流子注入的速率与带间跃迁耦合，导致增强的HHG。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin susceptibility of three-dimensional Dirac semimetals
利用线性响应理论研究了Dirac半金属的自旋极化率。自旋极化率被分解为带内贡献和带间贡献。我们得到了无质量狄拉克费米子的带内和带间贡献的解析表达式。自旋磁化率与费米能级无关，而与截止能级有关，引入截止能级使积分正则化。我们发现，截止能量是适当的确定通过比较结果的威尔逊-狄拉克晶格模型，它近似的狄拉克点周围的无质量狄拉克哈密顿量。我们还计算了拓扑绝缘体模型下重狄拉克费米子的自旋磁化率。我们讨论了能带反转和自旋轨道耦合强度的影响。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonreciprocal bulk plasmons in noncentrosymmetric magnetic systems
本文基于对称性分析揭示非中心对称磁系统中体等离激元的本征非互易传播，阐明其由量子度量联络和量子度量偶极子等能带几何量决定，并通过Qi-Wu-Zhang模型及转角双层石墨烯数值验证。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
High harmonic generation in undoped graphene: Interplay of inter- and intraband dynamics
我们发展了一种基于长度规范的密度矩阵方法来计算本征单层石墨烯在太赫兹频率下的非线性响应。采用紧束缚模型，我们发现，带间和带内动力学的相互作用导致强谐波产生在中等场振幅。特别是，我们发现，在低温下，未掺杂的悬浮石墨烯的反射场表现出的三次谐波振幅是32%的基本为100 V/cm的入射场。此外，我们发现，高达第七谐波和超越产生。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Metric-induced Oscillations in Flat Bands
本研究提出强场下由带间量子度规诱导的新型电子振荡机制QMO，其在平带中也能存在，漂移电流在特定对称性下随电场线性增长，可在超晶格中开展验证。
2025-03-25 cond-mat.mes-hall
Buildup and dephasing of Floquet-Bloch bands on subcycle time scales
该研究利用时间角分辨光电子能谱，首次在亚周期时间尺度上直接监测了拓扑绝缘体表面态在强中红外场驱动下Floquet-Bloch能带的超快建立与退相干过程，揭示了带内和带间动力学与Floquet物理之间的关键联系。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum Kinetic Anatomy of Electron Angular Momenta Edge Accumulation
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Universit\'e Paris-Saclay, 91767 Palaiseau, France
该研究通过量子动力学理论分析电子角动量边缘积累的同带与异带贡献，揭示了自旋和轨道霍尔电流的来源，并探讨了其对磁化操控和电流诱导扭矩的影响。
2025-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analysis of optical properties of strained semiconductor quantum dots for electromagnetically induced transparency
利用多带k*p理论研究了锥形半导体量子点的尺寸和几何结构对慢光特性的影响。我们发现的V型计划的电磁感应透明（EIT）是最有利的，并确定一个最佳的高度和大小，有效的EIT操作。在梯形方案的情况下，额外的偶极子允许带内跃迁的存在以及几乎等距的能级间距增加了额外的衰变途径，这显著削弱了EIT效应。我们进一步研究了应变和能带混合的影响，比较了四种不同的k*p能带结构模型。除了由于双轴应变分量的重和轻空穴的分离，我们观察到的过渡强度由于应变和带混合效应引起的价带中的能量交叉的一般减少。我们还发现了一个非平凡的量子点尺寸依赖的偶极矩直接相关的双轴应变分量。由于重空穴和轻空穴的分离，使用单带模型和八带模型计算的较低导带和最高价带态之间的光学跃迁强度显示出一般的定性一致性，与EIT操作相关的例外。
2010-02-10 cond-mat.mes-hall
Light emission from gold nanoparticles under ultrafast near-infrared excitation: thermal emission, inelastic light scattering or multiphoton luminescence?
金纳米粒子在脉冲红外激光照射下发出宽带上转换发光。虽然这一现象被广泛观察到，但关于基本物理学仍然存在相当大的分歧-最明显的是多光子吸收，非弹性散射，带间和带内电子跃迁等概念的适用性。在这里，我们研究单个粒子和小集群的粒子采用光谱分辨的幂律分析的辐射依赖性的排放作为这些物理模型的敏感探头。两个制度的排放确定：在低辐射水平的千瓦/厘米2，排放遵循一个明确的整数指数幂律暗示的多光子过程。然而，在几千瓦/厘米2的较高辐照水平下，非线性指数本身取决于检测到的光子能量，这是辐射加热电子气的一个标志。我们表明，在这一制度下，实验是不兼容的带间跃迁和非弹性光散射的发光的原因，而他们是兼容的概念发光连接到带内跃迁。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiphoton excitation and high-harmonics generation in topological insulator
研究了三维拓扑绝缘体表面金属载流子与相干电磁辐射的多光子相互作用。本文发展了一个描述强波与金属载流子非线性相互作用的多体库仑微观理论。数值求解了带间极化和载波占用分布的积分微分方程组。研究了太赫兹波泵浦下二维无质量载流子费米-狄拉克海的多光子激发。结果表明，在中等强度的泵浦光场中，伴随着多光子带内/带间跃迁，产生了高次谐波的强辐射。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
The effect of perpendicular electric field on Temperature-induced plasmon excitations for intrinsic silicene
本文采用紧束缚模型和无规相位近似研究了硅烯中的内禀等离子体激元。在有限的温度下，一个无阻尼的等离子体激元之间的相互作用产生的带内和带隙间的过渡。通过施加垂直电场，进一步调整了等离子体激元在动量和温度方面的存在范围，这取决于单粒子激发间隙的大小。等离子体激元在带间激发区域中变得阻尼。低阻尼区是由场致自旋分裂产生的。场依赖的等离子体激元光谱在等离子体激元强度和光谱带宽方面表现出很强的可调谐性。这可能使硅烯成为等离子体应用的非常合适的候选者。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sub-cycle temporal evolution of light-induced electron dynamics in hexagonal 2D materials
具有六方对称性的二维材料（诸如石墨烯和过渡金属二硫属化物）是研究固体内部的光场控制的电子动力学的独特材料。在$K$点附近，色散关系代表了研究由相位控制的几个周期激光脉冲的光场驱动的复杂耦合的带内运动和带间（Landau-Zener）跃迁的理想系统。基于带内和带间过程的耦合性质，我们最近在石墨烯中观察到价带和导带之间的重复相干Landau-Zener跃迁，其间隔约为~1.3 fs的光学周期的一半[Higuchi等人，Nature 550，224（2017）]。由于所施加的激光脉冲的低时间对称性，形成剩余电流密度和净电子极化。在这里，我们显示了扩展的数值数据的时间演化的二维材料的导带人口与六角形对称的光-物质相互作用，产生深刻的见解阿秒快电子动力学。此外，我们表明，剩余弹道电流密度的形成，强烈增加时，引入带隙。子循环电子动力学和由此产生的剩余电流都与二维材料中强驱动电子的基本理解和未来应用有关，包括石墨烯或过渡金属二硫属化物单层。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Doping and gap-size dependence of high-harmonic generation in graphene : Importance of consistent formulation of light-matter coupling
固体中的高次谐波是一种基本的非线性现象，通过改变系统参数如掺杂水平和温度可以有效地控制高次谐波。为了正确预测高次谐波对这些参数的依赖关系，光-物质耦合的一致性理论公式是至关重要的。最近，已经指出了在基于半导体布洛赫方程的HHG分析中经常缺失的对电流的贡献[J. Wilhelm等人PRB 103 125419（2021）]。本文通过系统地分析带隙石墨烯中HHG的掺杂和间隙尺寸依赖性，讨论了这些条件的实际影响。特别是，我们专注于当前的作用$J_{\rm ra}^{(2)}$，这源于带内偶极子通过带间跃迁的变化。当间隙很小且系统接近半填充时，带内和带间电流大部分抵消，从而抑制HHG信号-这是忽略$J_{\rm ra}^{(2)}$时被破坏的重要特性。此外，在没有$J_{\rm ra}^{(2)}$的情况下，HHG的掺杂和间隙尺寸依赖性与完整评估在性质上有所不同。我们的结果表明，电流的一致性表达的重要性，研究的参数依赖性的小间隙系统的高次谐波。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrically Tunable Interband Collective Excitations in Biased Bilayer and Trilayer Graphene
研究预测偏置双层与三层石墨烯中存在源于带间激子响应、可电调控的石墨烯-激子-极化激元，其遵循普适色散且限制因子可超过石墨烯等离激元。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anomalous shift and optical vorticity in the steady photovoltaic current
本文研究了非中心对称半导体稳态光生伏特电流中的反常位移与光学涡度，发现带内弛豫和辐射复合诱导的位移远大于带间激发位移，并归因于带内 Berry 曲率和带间 Berry 相位拓扑奇点，无需精细调谐即可产生量级为 $mAV^{-2}$ 的非线性电导率。
2025-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-geometry-induced intrinsic optical anomaly in multiorbital superconductors
多轨道系统中的布洛赫电子携带着非平凡的量子几何信息，其轨道组成是波矢的函数。当这样的电子形成库珀对时，所得到的超导态自然继承了量子几何的某些方面。在本文中，我们研究了如何在超导态的内禀光学响应中揭示这种几何特征。特别是，由于超导能隙的开放，带间光学跃迁涉及费米能级周围的状态被禁止。这通常导致在与带分离匹配的频率处的光学电导率的异常抑制-其可能显著高于超导能隙能量。我们讨论如何预测的异常可能已经出现在两个早期的测量铁基超导体。当带间库珀配对存在时，可以允许带内光学跃迁，并且在间隙边缘上方的低频处出现有限电导率。这些电导率主要取决于带表示中速度矩阵的非对角元素，即带间速度-这与布洛赫态的非阿贝尔Berry连接有关。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Impact of alloy disorder on the band structure of compressively strained GaBiAs
铋的掺入使GaAs的禁带宽度大大减小（E $_g$）伴随着自旋轨道分裂能的大幅度增加（$\bigtriangleup_{SO}$），导致预期减少所谓CHSH俄歇复合损失的$\bigtriangleup_{SO} > E_g$的条件，由此复合电子-空穴对的能量和动量被给予被激发进入自旋的第二空穴。轨道带通过与室温光调制反射（PR）测量结果的直接比较，我们从理论上研究了在（100）GaAs衬底上实验生长的GaBi $_x$ As $_{1-x}$样品的电子结构.我们的原子理论计算与PR测量一致，证实了对于$\textit{x} \approx$ 9 $%$，E $_g$等于$\bigtriangleup_{SO}$。然后，我们从理论上探讨的合金无序的函数的带间跃迁能的不均匀加宽。与自旋分裂跃迁相关的加宽来自传统的合金效应，而重空穴跃迁的行为可以很好地描述使用价带-反交叉模型。我们表明，对于含有8.5%和10.4%的Bi的样品，在确定一个明确的光空穴相关的跃迁能从测量的PR数据的困难是由于主机矩阵光空穴状态的显着加宽的结果，在相同的能量范围和合金中的无序存在大量的Bi共振态。我们进一步提供了定量估计的影响的超晶胞尺寸和假设的随机分布的Bi原子上的带间跃迁能量的GaBi $_{x}$作为$_{1-x}$。我们的计算支持在GaBi $_x$作为$_{1-x}$/GaAs接口，与最近的实验结果…
2013-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
