Effect of symmetry on the electronic DOS, charge fluctuations and electron-phonon coupling in carbon chains
提出了一个理论模型，讨论了影响扭结结构碳链在0 K下电子性质的参数。利用密度泛函理论的基本原理，通过数值求解一维电子和声子的非含时薛定谔方程，研究了该问题。两个不同长度的支链A和B交替占据，产生不对称碳链。非对称分支长度的比值RAB=A/B对费米能级Ef附近的电子态密度DOS起着重要的作用。最高的DOS（Ef）发生在RAB等于2，而费米能级与Von-Hove奇点在RAB=3。有趣的是，奇点相对于Ef的位置可以通过分支长度来控制。通过与对称的情况相比，不对称地调整分支长度显示出更强的影响，以将Ef移动到奇点。数值求解一维非含时薛定谔声子方程表明，扭折增强了电荷涨落，但当RAB增大时，电荷涨落减小。模拟结果表明，碳纳米线的电子-声子耦合随碳纳米线链长的增加而减小。与对称结构相比，非对称碳链的电子-声子耦合更高。不对称碳链的最大电子-声子耦合发生在RAB=2处。然而，电子声子耦合的减弱是由于观察到的扭结的浓度。碳链的电子-声子耦合的还原是在压力下发生的。
2016-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of the carbon nanotube modes and their origin from the phonon branches of graphene
阐述了一种新的群论方法，将碳纳米管的光谱与石墨烯单层的光谱联系起来。使用虚拟中间平面周期性结构来执行频谱重构。它的空间对称群的选定的不可约表示和所有的纳米管是同构的，因此跨越相关的激发。应用该方法研究了手性和非手性碳纳米管的带心声子模的起源。特定类型的纳米管的G-带的结构被确定。所得结果可用于拉曼光谱法测定碳纳米管的实验指标。
2012-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon effects and transport in carbon nanotubes
我们在紧束缚模型下计算了半导体碳纳米管中的电子-声子散射和束缚。的流动性是使用多波段玻尔兹曼处理。在高场下，主要散射是由对应于石墨烯布里渊区的角K的LO声子引起的带间散射。漂移速度在石墨烯费米速度的大约一半处饱和。计算的迁移率作为温度，电场，和纳米管的手性的函数，以及再现一个简单的插值公式。极化子结合给出了~70 meV的带隙重整化，比预期的大一个数量级。相干长度可以相当长，但强烈依赖于能量。
2004-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electron spin relaxation via flexural phonon modes in semiconducting carbon nanotubes
这项工作考虑了g张量各向异性诱导的弯曲热振动在一维结构中的电子自旋弛豫的作用。特别地，在磁场存在下，半导体碳纳米管中的局域和离域电子态通过弯曲模的自旋-晶格弛豫机制进行了理论研究。单声子自旋翻转过程的计算预测了弛豫速率对温度、磁场和纳米管直径的显著依赖性。与超精细相互作用引起的自旋弛豫的比较清楚地表明，在足够高的温度下，所提出的机制的相对效率。具体地说，在半导体碳纳米管的纵向自旋弛豫时间估计为短至30微秒在室温下。
2007-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the anharmonic decay of optical phonons in carbon nanotubes and graphite
我们报道了单壁碳纳米管和石墨中带心（G模）光学声子的非谐衰减率随温度的变化关系。测量使用飞秒激光脉冲的泵浦-探测拉曼散射方案。对于纳米管，在6 K-700 K的温度范围内测量，我们观察到低于室温的衰减率的温度依赖性很小。在300 K以上，衰减速率从0.8增加到1.7 ps-1。在300 K-700 K温度范围内，石墨的衰变率为0.5 - 0.8 ps-1。我们比较了在碳纳米管和石墨中观察到的行为，并讨论了我们的结果在这两个系统中的光学声子的非谐衰减机制的影响。
2011-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Real topological phonons in 3D carbon allotropes
本研究通过高通量计算筛选SACADA数据库中1192种三维碳同素异形体，发现85种具有不同实拓扑声子态的材料，拓展了实拓扑声子候选材料范围，并验证了部分材料的声子铰链模式。
2024-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Electron temperature dependence of the electron-phonon coupling strength in double-wall carbon nanotubes
我们利用时间分辨双光子光电子能谱技术研究了双壁碳纳米管中的电子-声子耦合强度。从电子系统到晶格的e-ph能量转移速率G（Te，Tl）线性地取决于电子（Te）和晶格（Tl）温度，其中Te>Θ德拜。此外，我们还数值求解了双温模型。我们发现：（i）Te衰减的时间常数为3.5 ps，Tl没有显著变化;（ii）e-ph耦合因子为2 × 10^16 W/m3;（iii）质量增强参数λ为（5.4=+/- 0.9）× 10 e-4;（iv）电子能量密度衰减到晶格的时间为1.34+/-0.85 ps。
2013-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Variable Electron-Phonon Coupling in Isolated Metallic Carbon Nanotubes Observed by Raman Scattering
我们报告了在自由悬浮的金属碳纳米管的定义的手性指数的高能量（G）拉曼模式的广泛和弱不对称的功能的存在。观察到峰宽（从12 cm-1到110 cm-1）的显着变化作为纳米管的手性结构的函数。当纳米管被静电门控时，峰宽减小。拉曼特征的宽度被理解为声子与电子-空穴对耦合的结果，其强度随纳米管手性指数和费米能的位置而变化。
2007-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Beyond double-resonant Raman scattering: UV Raman spectroscopy on graphene, graphite and carbon nanotubes
我们提出了深紫外拉曼测量石墨，石墨烯和碳纳米管的分析。对于高于布里渊区$M$点（$\approx 4.7\,\text{eV}$）强光吸收峰的激发能，我们部分抑制了双共振散射过程，观察到了碳纳米材料的双声子态密度.所测量的峰被分配到从LO，TO和LA声子分支的贡献，支持声子色散的计算。此外，我们获得了石墨中红外活性$E_{1u}$模式。通过降低激发能，从而允许双共振散射过程中，我们证明了\textit{2D}模式在石墨与超短声子波矢的上升。
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence sidebands of carbon nanotubes below the bright singlet excitonic levels: Coupling between dark excitons and K-point phonons
我们进行了详细的光致发光（PL）光谱研究的三种不同类型的单壁碳纳米管（SWNTs）通过使用样品，基本上只包含一种手性类型的单壁碳纳米管，（6，5），（7，5），或（10，5）。所观察到的PL光谱明确地显示存在的发射边带在~ 145毫电子伏以下的最低单重态激子（E11）的水平，其身份和起源现在正在辩论中。我们发现E11能级和边带之间的能量分离几乎与单壁碳纳米管的直径无关。基于此，我们归因于观察到的边带的起源K点LO声子和偶极禁戒暗激子之间的耦合，最近建议的基础上测量（6，5）单壁碳纳米管。
2008-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Detection of acoustic phonons in carbon by Raman spectroscopy
Central European Institute of Technology, Brno University of Technology（中欧技术研究所，布尔诺理工大学）；Jilin Diamond Technology Research & Development（吉林钻石技术研发有限公司）
本研究通过拉曼光谱结合密度泛函理论计算，在石墨和金刚石中检测到声学声子，利用晶格非晶化和硼掺杂激活禁戒模式，并发现金刚石中类似石墨的无序，方法可推广至其他材料。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Boosting electronic transport in carbon nanotubes by isotopic disorder
金属碳纳米管（CNT）的电流/电压曲线显示在高偏压下由于电子与具有非常高的布居数的声子（热声子）的散射而导致电阻率的突然增加。在这里，我们表明，它是可能的，以提高金属碳纳米管的电性能的C13同位素富集。事实上，同位素无序为热声子去激发创造了额外的通道，减少了它们的数量，从而减少了纳米管的高偏压微分电阻。这是一个不寻常的例子，无序改善了电子输运。
2009-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Identification of excitonic phonon sideband by photoluminescence spectroscopy of single-walled carbon-13 nanotubes
研究了由少量同位素修饰的乙醇合成的碳-13单壁碳纳米管（SW 13 CNTs）的光致发光（PL）和共振拉曼散射（Raman）。SW 13碳纳米管的拉曼光谱形状几乎没有变化，除了拉曼位移频率下降了质量比12/13的平方根。通过比较SW 13碳纳米管和普通碳纳米管的光致发光激发（PLE）光谱，由于强激子-声子相互作用的激子声子边带被清楚地确定与预期的同位素位移。
2005-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Deformation Potential Carrier-Phonon Scattering in Semiconducting Carbon Nanotube Transistors
单壁碳纳米管中载流子输运的理论计算与最近的实验进行了比较。载流子声子散射占使用变形势近似。通过与实验的比较，确定了半导体碳纳米管的形变势耦合常数为14 eV。理论表明，密切预测的低场迁移率，电导，和场效应晶体管的电阻作为感应纳米管电荷密度，直径和温度的函数。结果表明，由于强的子带间散射，多个子带通道导通时器件电导降低。与实验的比较允许识别的平均自由程（Lm）在半导体碳纳米管。当器件开启时，发现Lm显著增加。当器件处于开启状态时，平均自由程（Lm-ON）与管直径成线性变化，与温度成反比。子带间散射被发现强烈降低Lm-ON时，几个子带被占用。在室温下考虑3个子带通道时，当考虑子带间散射时，对于4 nm直径的管，Lm-ON从570 nm减小到200 nm。由于子带间距随着管直径的减小而增加，因此对于较小的直径，子带间的影响减小。
2006-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Radial-breathing-like phonon modes of double-walled carbon nanotubes
在一个简单的解析模型中研究了双壁碳纳米管的类径向呼吸声子模（RBLM），其中相互作用力常数可以由连续模型解析得到.通过求解动力学矩阵得到了RBLMs的频率，并解析得到了RBLMs的频率与管半径的关系，为精确确定多壁碳纳米管的半径提供了有力的实验工具。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Green's Function Approach to Phonon Transport in Defective Carbon Nanotubes
我们已经开发了一种新的理论形式主义声子输运纳米结构中使用非平衡声子格林函数技术，并已将其应用于有缺陷的碳纳米管的热传导。碳纳米管中的低温热导的普遍量子化可以观察到，即使在存在局部结构缺陷，如空位和Stone-Wales缺陷，因为长波长的声学声子不被局部缺陷散射。然而，在室温下，热导是严重影响缺陷散射，因为入射声子散射的缺陷周围的局部声子。我们发现一个显着的变化，从量子到经典功能的热输运通过缺陷碳纳米管随着温度的升高。
2006-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The First-principles Study on the Mechanics, Optical and Phonon Properties of Carbon Chains
这两种碳炔，即，用第一性原理研究了聚乙炔和聚乙炔的力学性质、电子结构、光学性质和声子性质。晶体结合能和形成能的计算结果表明，聚炔的稳定性和硬度均优于聚苯乙烯，而聚炔和聚苯乙烯都是金刚石或石墨难以合成的。累积多烯的拉伸刚度、键刚度和杨氏模量分别为94.669eV/cm、90.334GPa和60.62GPa，而聚炔的相应值分别为94.939eV/cm、101.42GPa和60.06GPa。超原胞计算表明，碳炔在N=5时最稳定，其中N为超原胞数。结果表明，含10个原子的碳链是最稳定的。电子能带结构的计算表明，累积多烯是导体，而聚炔是半导体，带隙为0.37eV。碳炔的介电函数在不同方向上变化，与碳链的一维性质一致。在声子色散中，存在虚频，其最低值可达-3.817THz，表明在常温常压下，累积多烯是不稳定的。
2018-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Direct Experimental Evidence of Exciton-Phonon Bound States in Carbon Nanotubes
我们提出了直接的实验观察激子声子束缚态的光致发光激发光谱孤立的单壁碳纳米管在水悬浮液。从几个不同的单壁碳纳米管的光致发光激发光谱显示存在至少一个边带相关的切向模式，躺在{200 meV}以上的主要吸收/发射峰。边带的能量位置和线形与最近的计算[PRL { \bf 94}，027402（2005）]非常一致，该计算预测存在激子-声子束缚态，相当大的光谱重量转移到这些激子-声子复合物，并且这种转移的量取决于特定的纳米管结构和直径。这些新的激子-声子复合物的观察是一个强有力的迹象，碳纳米管的光学性质具有激子的性质，也是声子在描述碳纳米管中的激发和复合机制中发挥的中心作用。
2005-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Curvature induced optical phonon frequency shift in metallic carbon nanotubes
从理论上研究了碳纳米管中$Γ$点纵光学（LO）和点横光学（TO）声子模频率的量子修正。TO声子模的频移和展宽强烈依赖于由于碳纳米管中特殊的电子-声子耦合引起的曲率效应，这通过不同纳米管手性的频移的费米能量依赖性来显示。研究还表明，由于局域规范对称性，在$Γ$点附近的TO模是电子的散射，由于时间反演对称性，LO模和TO模之间没有声子混合。理论和实验进行了比较。
2008-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid carbon nanostructure as a nano computing memory device
这篇论文由于手稿错误被作者撤回。
2009-03-03 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
Electron-Phonon Scattering in Metallic Single-Walled Carbon Nanotubes
用原子力显微镜作为电子探针，研究了金属单壁碳纳米管中的电子散射率。从缩放的电阻相同的纳米管的长度在低和高偏置制度，这两个制度的平均自由程推断。所观察到的散射率是一致的声学声子散射在低偏置和区域边界/光学声子散射在高偏置的计算。
2003-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conversion of multilayer graphene into continuous ultrathin sp3-bonded carbon films on metal surfaces
通过第一性原理计算表明，多层石墨烯在金属表面上转化为sp^3键合的碳膜（通过氢化或氢化顶部石墨烯层的外表面）。这种转换的主要驱动力是碳的sp^3轨道和金属表面的dz^2轨道之间的杂化。碳层中的诱导电子能隙态被限制在金属表面的0.5 nm内的区域中。转化是否发生取决于氢化（氟化）C原子的分数和堆叠的石墨烯层的数量。在对反磁性金属上sp^3碳膜的Eliashberg光谱函数的分析中，金属-sp^3碳的强共价键诱导了软声子模，而软声子模主要促成了大的电子-声子耦合，这表明声子介导的超导性是可能的。我们的研究结果为在金属表面上实现大面积碳膜的实验提供了一条途径。
2013-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Double-resonant LA phonon scattering in defective graphene and carbon nanotubes
我们目前的测量$D''$拉曼模式在石墨烯和碳纳米管在不同的激光激发能。在1050 - 1150 cm $^{-1}$附近的喇曼模起源于纵向声学（LA）声子与缺陷的双共振散射过程。我们研究了它对激光激发能、石墨烯层数和碳纳米管直径的依赖性。我们分配这个拉曼模式，以所谓的“内”过程与共振声子主要从$Γ-K$高对称性方向。$D''$模式的不对称性可以通过$Γ-K$线附近声子的额外贡献来解释。我们的研究结果证明了双共振散射过程中内部贡献的重要性，并增加了一个快速的方法来研究声学声子在石墨烯和碳纳米管的光谱。
2014-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Coherent Phonon Generation in Single-Walled Carbon Nanotubes through Near-Band-Edge Excitation
我们观察到了单壁碳纳米管中通过最低能量（E11）带间跃迁激发的径向呼吸模（RBM）的大振幅相干声子振荡。与先前研究的通过更高能量（E22）跃迁激发的相干声子相反，这些RBM在（n-m）mod 3 = 1和-1纳米管之间显示出相当的强度。我们还发现了新的非共振激发RBM在E11跃迁以上的~300 meV的激发范围内，我们归因于强激子-声子耦合产生的多声子副本。
2009-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Selective Excitation of Coherent Phonons in Carbon Nanotubes
使用预先设计的飞秒光脉冲序列，我们有选择地激发相干声子的径向呼吸模式的特定手性单壁碳纳米管内的合奏样品。通过分析声子振荡的初始相位，我们证明了在超快光激发下，管的直径最初是增加的。此外，从激发配置文件，我们表明，碳纳米管的激子吸收峰周期性振荡作为时间的函数时，管直径经历径向呼吸模式振荡。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superfolded configuration induced low thermal conductivity in two-dimensional carbon allotropes revealed via machine learning force constant potential
本研究结合声子BTE与机器学习力常数势，揭示二维sp2碳同素异形体的面内/面外折叠通过对称性破缺抑制声子输运，从而导致低热导率。
2024-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Joule heating and thermoelectric properties in short single-walled carbon nanotubes: electron-phonon interaction effect
在玻恩近似下，采用非平衡格林函数方法研究了单壁碳纳米管中的电子-声子相互作用（EPI）效应。着重研究了金属扶手椅型（10，10）管和半导体锯齿型（10，0）管中EPI引起的焦耳热现象和热电性能。对于金属（10，10）管中的焦耳热，击穿偏置电压的理论结果与实验值相当。结果表明，增大化学势可以显著提高焦耳热，而温度对焦耳热的影响不大。在锯齿形（10，0）管中，由于电子能带结构中的带隙不为零，焦耳热小于扶手椅管。对于电子电导$G_{e}$和电子热导$σ_{el}$，EPI在较高温度或较高化学势下有重要影响。与弹道输运相比，考虑EPI后，$G_{e}$随温度升高而减小的趋势相反。这是由于在这种情况下，电子声子散射机制在电子输运中的主导作用。在低温和高化学势的情况下，声子热导存在一个有趣的“电子拖曳”现象，电子通过EPI效应将声子从低温区拖曳到高温区。
2011-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Band Structure, Phonon Scattering and the Ultimate Performance of Single-Walled Carbon Nanotube Transistors
半导体单壁碳纳米管的扩散输运制度进行了研究。发现峰值迁移率与纳米管直径的平方成比例，与温度成反比。最大电导，校正的接触，是线性的直径和反温度。这些结果与结合纳米管的不寻常的能带结构的声学声子散射的理论预测吻合得很好。这些测量结果为在扩散机制下工作的纳米管晶体管的性能设定了上限。
2005-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron and phonon properties and gas storage in carbon honeycomb
最近合成了一种新型三维碳同素异形体，称为碳蜂窝（CHC）[PRL 116，055501（2016）]。在实验结果的基础上，构建了一族石墨烯网络，并利用第一性原理方法计算了它们的电子和声子性质。所有网络都是多孔金属，沿着蜂窝轴具有两种类型的电子输运通道，并且它们彼此隔离：一种类型的通道源自碳锯齿链的轨道相互作用并且是拓扑保护的，而另一种类型的通道来自连接锯齿链的碳原子的直线并且是拓扑平凡的。电子的速度可以达到~10^6 m/s。这些同素异形体中的声子输运是强各向异性的，并且当与石墨相比时，热导率可以非常低，至少为15倍。我们的计算进一步表明，这些多孔碳网络具有高的气体原子和分子的存储容量与实验一致。
2016-06-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Optical Determination of Electron-Phonon Coupling in Carbon Nanotubes
我们报道了一种直接测量碳纳米管中电子-声子耦合的光学方法，通过关联共振拉曼激发轮廓的第一和第二谐波。该方法适用于1D和0 D系统，并且不限于表现出光致发光的材料。在5个不同的纳米管的径向呼吸模式的电子-声子耦合的实验结果显示从3-11毫电子伏的耦合强度，取决于手性。计算结果与Goupalov等人计算的手性和直径依赖性吻合得很好。
2006-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dephasing of G-Band Phonons in Single-Wall Carbon Nanotubes Probed via Impulsive Stimulated Raman Scattering
利用脉冲受激斯托克斯和反斯托克斯喇曼散射研究了单壁碳纳米管中G带声子的相干动力学。我们的模型很好地解释了探测能量对声子振幅的依赖性，以及在啁啾脉冲激发下斯托克斯和反斯托克斯分量之间的优先发生。所观察到的失相速率的温度依赖性清楚地表现出热激活的组件，与径向呼吸模式（RBM）的频率相一致的激活能。这一事实提供了一个清晰的画面，通过与RBM通过非谐性相互作用的随机频率调制的光学声子的相移。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effects of Substrate Phonon Mode Scattering on Transport in Carbon Nanotubes
碳纳米管（CNTs）由于声声子散射较弱，具有很大的载流子迁移率.然而，与二维金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）不同，衬底表面极性声子（SPP）散射对CNTFET迁移率具有显著影响，这是由于后者的垂直尺寸减小。我们发现，对于CNT和SiO $_2$衬底之间的范德华距离，在室温下的低场迁移率降低了几乎一个数量级取决于管直径。我们预测额外的实验签名的SPP机制依赖于密度，温度，管直径，和CNT -基板分离的流动性。
2008-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized phonon specrum of single-wall carbon nanotubes
碳纳米管和其他纳米系统的电子光谱是量子化的，因为它们的半径很小。由于能量尺度小得多，声子谱中类似的量子化很难观察到。我们通过测量纯化的单壁纳米管的比热随温度的变化来探测这一机制。这些数据为一维量子化声子子带的存在提供了直接的证据。在4 K以上，它们与单个纳米管的模型计算非常一致，并且与二维石墨烯或三维石墨的比热明显不同。详细的建模得出最低量子化声子子带的能量为4.3 meV，管-管（或“晶格”）德拜能量为1.1 meV，这意味着束中存在较小的管间耦合。
2000-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carbon dimer defect as a source of the 4.1 eV luminescence in hexagonal boron nitride
我们建议，在六方氮化硼中的碳二聚体缺陷引起无处不在的窄发光带与零声子线为4.08 eV（通常标记为4.1 eV带）。我们的第一性原理计算是基于混合密度泛函，提供了一个可靠的宽带隙材料的描述。计算得到的零声子线能量为4.3 eV，与实验值接近，而推导出的${S \approx 2.0}$的Huang-Rhys因子也在实验范围内，表明存在适度的电子-声子耦合.光学跃迁发生在两个本地化的$π$型缺陷状态之间，具有非常短的辐射寿命为1.2纳秒，与实验非常吻合。
2019-11-25 cond-mat.mtrl-sci
A nonequilibrium Green's function study of thermoelectric properties in single-walled carbon nanotubes
采用非平衡格林函数方法研究了单壁碳纳米管（SWCNT）中的声子和电子输运。在含有$mod(n,3)\not=0$的锯齿形单壁碳纳米管（$n$，0）中，热导主要由声子输运引起，而电子的贡献很小.在这种类型的SWCNT中，品质因数（$ZT$）的最大值为约0.2。由于塞贝克系数增强，较窄的SWCNT中的$ZT$要大得多。$ZT$在扶手椅型SWCNT中较小，其中塞贝克系数由于零带隙而较小。研究发现，原子团簇同位素掺杂能明显降低声子热导，提高$ZT$值。单轴拉伸和压缩应变在整个频率范围内抑制声子，导致声子热导在整个温度范围内减小。有趣的是，拉伸应变对声子输运的影响比压缩应变更严重，因为在拉伸应变$ε>0.05$下，高频$G$模式被完全滤除。应变对电子能带结构的子带边缘也有重要影响，使电子透射函数中的阶跃平滑。由于电子电导的降低克服了热导的降低，因此应变使$ZT$降低。
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid density functional theory LCAO calculations on phonons in Ba (Ti,Zr,Hf) O3
采用密度泛函理论（DFT）和混合交换关联泛函PBE 0. 0，采用冻结声子方法，首次计算了Ba（Ti，Zr，Hf）O3立方相布里渊区的Γ，X，M，R点的声子频率.计算使用如在CRYSTAL09计算机代码中实现的原子轨道线性组合（LCAO）基函数。采用Powell算法进行基组优化。与实验观察结果一致，通过软模式的结构不稳定性被发现只有在钛酸钡。一个很好的定量之间的理论和实验声子频率预测BaTiO 3和BaZrO 3。结果表明，杂化PBE 0泛函能够正确预测钙钛矿的结构稳定性和声子性质。
2010-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Coherent monochromatic phonons in highly-purified semiconducting single-wall carbon nanotubes
我们利用飞秒泵浦-探测脉冲拉曼技术研究了高纯度定向半导体单壁碳纳米管（SWCNTs）中相干光学声子的偏振依赖性。相干声子谱的径向呼吸模式（RBM）表现出不同的单色频率之间的薄膜和溶液样品，表明存在不同的激子激发过程。通过改变入射泵浦光在取向单壁碳纳米管薄膜上的偏振态，我们发现相干RBM激发的各向异性取决于激光波长，我们认为这与RBM激发的共振和非共振行为有关。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Friction and Reversible Energy Exchange Between Orderly Motion and Phonons in Carbon Nanotube Oscillator
研究了300 ~ 500 K温度范围内两个同轴碳纳米管孤立系管间有序轴向运动和振动模式之间的能量交换。研究发现，管间轴向运动所消耗的多余的范德华能量主要存储在振荡器的低频机械模式中，并且这种能量交换是可逆的。首次报道了同心圆柱形碳纳米管振子中的负摩擦这一新的纳米级摩擦学现象。
2004-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependence of the Band Gap of Semiconducting Carbon Nanotubes
半导体单壁碳纳米管（SWNTs）的带隙的温度依赖性的计算通过直接评估的电子-声子耦合内的“冻结声子”计划。一个有趣的直径和手性依赖的$E_g(T)$，包括非单调的行为，某些管和不同的“家庭”的行为。这些结果被追溯到一个强大的和复杂的带边状态和最低能量的光学声子模式之间的耦合。的$E_g(T)$曲线由直径和手性依赖参数的解析函数建模，这些提供了一个有价值的指导系统估计$E_g(T)$为任何给定的单壁碳纳米管。在300 K的温度变化的幅度小于12毫电子伏，不应影响$(n,m)$分配的基础上光学测量。
2004-12-09 cond-mat.mtrl-sci
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
Vibrational Energy Transfer from Photo-Excited Carbon Nanotubes to Proteins Observed by Coherent Phonon Spectroscopy
从光激发单壁碳纳米管（SWCNT）到偶联蛋白质的振动能量转移是设计热诱导生物反应（例如光热治疗）的关键。在这里，我们探讨了振动能量转移从光激发的单壁碳纳米管到不同的吸附生物材料通过飞秒泵浦探测技术。我们发现，径向呼吸模式（RBM）在单壁碳纳米管的振动弛豫时间显着依赖于耦合材料的结构，即蛋白质或生物聚合物，表明振动能量转移是由单壁碳纳米管和耦合材料之间的声子态密度的重叠。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fano Resonances in Mid-Infrared Spectra of Single-Walled Carbon Nanotubes
这项工作重温了物理引起的碳纳米管声子带在中红外。我们在傅里叶变换红外光谱的掺杂和未掺杂的单壁碳纳米管样品的测量表明，声子带表现出不对称的线型，其有效截面增强掺杂。我们将这些观察与电子-声子耦合，或者更具体地说，与Fano共振现象有关。我们注意到，只有掺杂诱导的带内连续谱耦合到声子模，并且侧壁中诱导的缺陷增加了共振几率。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Coherent plasmon and phonon-plasmon resonances in carbon nanotubes
碳纳米管为一维电子系统的等离子体物理提供了一个难得的切入点。通过将纯化的纳米管组装成均匀尺寸的阵列，我们表明它们支持相干等离子体共振，这些等离子体增强并与声子杂交，并且声子-等离子体共振具有高达10的品质因数。由于相干纳米管等离子体可以加强光与物质的相互作用，因此它为表面增强红外光谱和纳米级可调高性能光学器件提供了一个引人注目的平台。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum model of phonon transport and heat conductivity in carbon nanoclusters and nanotubes
建立了一个复近似声子量子离散模型（PQDM），用于描述锯齿形和扶手椅形两种零手性碳纳米结构中声子的动力学、动力学和统计特性。该模型允许将与其他子系统（电子、光子、杂质和缺陷）的相互作用纳入纯声子问题。我们预测平面C-结构是几何稳定的，在强电场作用下可以桥接极间空间.得到了碳纳米管广义热导率方程的精确解。分析了管内的温度分布。提出了强相互作用时的对角化方法。结果表明，热导率随声子平均自由程（PMFP）的增大呈二次函数关系。计算了碳直线管的热容和熵随温度的变化关系。我们的理论方法解释了碳和类碳材料中良好TC的性质，即软振动分支（在热能下具有高态密度的低频径向呼吸模式声子）的存在伴随着结构硬度（高频$ϕ$ -和z-分支）提供大PMFP。计算了周围介质中高导通道的TC系数。分析了导热阻尼的机理.两种竞争趋势在中温（100-300）K产生TC最大值。结果表明，有效热导率随纳米管浓度的增加呈强非线性增长。结果表明，扶手椅型纳米管插入介质或其涂层的聚乙炔分子显着改变径向呼吸声子的结构。
2003-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous infrared spectra of hybridized phonons in type-I clathrate Ba$_8$Ga$_{16}$Ge$_{30}$
利用太赫兹时域光谱技术，详细研究了BaPDMATHABMM Ga $_{16}$ Ge $_{30}$笼形化合物中振动声子的光导谱.实验结果表明，Ba（2）$^{2+}$离子的最低振动模式由1.2 THz的洛伦兹尖峰叠加在1.0 THz附近低频区的宽尾上组成。随着温度的降低，声子峰的线宽出现了意想不到的增宽，同时声子峰的单调软化和尾结构的增强。这些观察到的异常进行了讨论的杂质散射的影响方面的杂化声子系统的嘎嘎声和声学声子。
2012-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the Energy Gap of Hybrid Hexagonal Boron Nitride Sheets Embedded with Carbon Domains of Different Shapes and Sizes
在这项工作中，我们提出了混合h-BN/C片中碳域的尺寸依赖性和形状依赖性，其目标是定制它们的能隙。我们已经考虑了三角形，六边形，圆形和矩形的碳域嵌入h-BN片和优化这些h-BN/C片的结构，使用最近开发的半经验方法，称为SCED-LCAO。计算的混合h-BN/C片的能隙表现出有趣的尺寸和形状相关的属性。嵌入矩形畴的h-BN/C片层的能隙表现出半金属行为，而六方碳畴的能隙随尺寸的变化表现出幂律减小，而嵌入圆形碳畴的h-BN/C片层的能隙表现出振荡行为。从态密度计算可以明显看出，与原始h-BN片相比，混合h-BN/C片的能隙的减小主要来自碳域。由于竞争键长（C-C，C-B，C-N，B-N等）引起的键畸变。在畴界处的碳畴也在带隙中引入态，这在具有较小碳畴的片中特别明显。
2020-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Phonon and Electronic Non-radiative Decay of Excitons in Carbon Nanotubes
我们从理论上研究了激发态半导体纳米管的非辐射衰变速率，并与实验结果进行了比较。我们发现，自由激子的多声子衰减（MPD）是太慢，负责实验观察到的寿命。然而，局域激子的MPD寿命可以短2-3个数量级。我们还提出了一个新的衰减机制，依赖于一个有限的掺杂的纳米管，并涉及到一个光学声子和带内电子空穴对激子衰减。所得到的寿命是在5至100 ps的范围内，即使对于一个中等的掺杂水平。
2008-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Comparison of electron and phonon transport in disordered semiconductor carbon nanotubes
碳纳米材料作为未来电子学的候选材料，其电荷和热导率是最重要的参数。本文采用原子论格林函数方法研究了长半导体碳纳米管（CNTs）中Anderson型无序对电子电荷电导率和晶格热导率的影响。电子和声子传输分析作为无序纳米结构的长度的函数。计算了不同长度下的热导率随温度的变化。作为长度的无序设备的函数的传输概率的分析表明，具有不同能量的电子和声子显示不同的传输制度，即准弹道，扩散和本地化制度共存。根据这些结果，我们讨论了半导体器件在电子应用中的发热问题。
2013-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Electron-RBM Phonon Interaction on Conductance of carbon nanotubes
采用能量分析微扰方法研究了电子-径向呼吸模（RBM）声子相互作用对长金属锯齿形碳纳米管（CNTs）电导率的影响.利用$π$紧束缚表达式的最近邻近似，通过区域折叠法计算了锯齿形碳纳米管的能带结构.计算中采用了两种不同近似的小空心柱体模型来获得RBM频率。计算了电子与$ - $ RBM声子相互作用对锯齿形碳纳米管电导的影响。已经观察到，由于系统中电子注入的吸收或发射，电流是偏置电压的阶跃$ - $样函数。此外，还研究了在低偏压和高偏压下电导与温度的关系。本文提出了一种简单实用的声子谱方法。此外，由于RBM模式决定了CNT的几何形状和结构，因此该方法可用于表征CNT。
2018-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Catalogue of topological electrons and phonons in all allotropes of carbon
该研究结合从头算与对称性分析，系统筛选703种碳同素异形体，编目315种理想拓扑声子材料与32种拓扑电子材料，并以uni和pbg揭示典型拓扑态及表面态。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-ballistic Thermal Transport in Carbon Nanotubes
该研究通过纳入四声子散射的玻尔兹曼输运方程迭代解法，揭示单壁碳纳米管的非弹道热输运机制，解决了其热导率长度依赖性的长期争议，且预测其300K下热导率达3700 W/m-K，为已知材料最高。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ideal Intersecting Nodal Ring Phonons in a Body-Centered Cubic C$_{8}$
碳是宇宙中最基本的多功能元素，具有丰富的同素异形相，其中大多数具有重要的拓扑费米子。在这项工作中，我们确定了一个独特的拓扑声子相位在一个现实的碳同素异形体的体心立方结构，称为bcc-C $_{8}$。我们通过对称性论证和有效模型分析表明，在不同的平面上存在三个相互垂直的交叉声子节环。交叉的声子节环由时间反演和反转对称性保护，其将相应的Berry相位转换为$π$的整数倍。与电子系统不同，由于缺乏自旋-轨道耦合，bcc-C $_{8}$中的声子节环保证保持无隙。投影在bcc-C $_{8}$的半无限（001）和（110）面上的几乎平坦的鼓面表面态清晰可见。我们的研究结果不仅发现了有前途的节环声子在碳同素异形体，但也提供了新兴的途径，探索拓扑声子以外的费米子电子在碳同素异形结构的吸引力的功能。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
