Phonon Heat Conduction in Corrugated Silicon Nanowires Below the Casimir Limit
在0.3 ~ 5 K温度范围内测量了直形和波纹形单晶硅纳米线的热导率。波纹状纳米线和直纳米线之间的热输运的差异表明声子的平均自由程的强烈减少。这个平均的平均自由程是显着小于较小的直径的纳米线，证明声子的热输运降低到卡西米尔极限以下。蒙特卡罗模拟强调，这种效果可以归因于显着的多重散射的弹道声子发生在波纹表面。这一结果表明了一种将单晶材料转化为声子玻璃的原始方法。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo Simulation of Single-Crystalline PbSe Nanowire Thermal Conductivity Using First-Principle Phonon Properties
先前的实验研究表明，由于纳米线的强烈诱导声子边界散射，纳米线是改善实用热电材料的热电性能的有希望的结构。然而，很少有研究从第一性原理方法研究声子边界散射对热电纳米线热导率的影响。在这项工作中，我们系统地研究了声子边界散射与不同的边界镜面反射的PbSe纳米线的热导率的作用，通过严格求解全声子玻尔兹曼输运方程没有任何可调参数。我们观察到显着的热导率降低粗糙的PbSe纳米线的直径小于几百纳米。在室温下，对于10 nm厚的粗糙PbSe纳米线，减少达到~ 40%。的直径相关的热导率被发现包含重要的信息，从一个标准的重建算法的声子平均自由程分布。模拟结果对于理解热电材料中纳米尺度的热输运具有重要意义，并将指导未来热电器件的设计，以实现更好的能量转换效率。
2017-01-01 cond-mat.mes-hall
Probing confined phonon modes by transport through a nanowire double quantum dot
半导体纳米线的强径向约束导致电子和声子能谱的改变。我们分析了半导体纳米线中栅定义的双量子点中电子和声子系统的量子限制效应之间相互作用的电流响应。我们表明，两个量子点之间的非弹性跃迁的电流谱可以作为一个实验探针的限制声子环境。由此产生的离散峰结构的测量解释的理论建模的限制声子模式的频谱，其中的压电耦合是至关重要的。
2010-02-15 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity Inhibition in Phonon Engineered Core-Shell Cross-Section Modulated Si/Ge Nanowires
我们已经从理论上证明了核壳结构Si/Ge纳米线的截面调制和声学失配的结合可以导致热导率的急剧降低。我们的计算，利用两种不同的模型-五参数Born-von Karman和六参数价力场-的晶格振动，表明Si/Ge截面调制纳米线的室温热导率几乎是三个数量级低于体硅。在调制的纳米线的热通量被抑制了一个数量级相比，通用的硅纳米线。这种效应被解释为修改的声子谱在调制纳米线导致的声子群速度和本地化的某些声子模式在窄或宽的纳米线段的减少。在纳米线中实现热导率抑制而没有额外的表面粗糙度，并且因此潜在地减少了电子输运的降解。我们的研究结果表明，声学失配的截面调制纳米线的热电应用是有前途的候选人。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall
Electron backscattering from dynamical impurities in a Luttinger liquid
研究了声子晶格零点运动存在时，含杂质的Luttinger液体中的电子背散射。杂质可以是指质量缺陷、弹性缺陷或钉扎缺陷。声子谱则受缺陷的存在的影响，缺陷进入反向散射的重整化群方程。RG方程变得依赖于有限德拜频率$ω_D$的能量截止，从而产生有限能量效应。我们计算局域态密度，并显示重整化群流是如何受到有限的$ω_D$。
2004-09-22 cond-mat.mes-hall
Absorbing/Emitting Phonons with one dimensional MOSFETs
我们认为纳米线的场效应晶体管器件配置。将每个纳米线模拟为具有随机位势的一维晶格，研究了当电子输运是由于声子辅助的局域态间跃迁时，纳米线电子与衬底声子之间的热交换.用金属栅极移动纳米线导带会引起不同的行为。当费米势位于能带中心附近时，偏置电压引起沿着纳米线随机波动的小的局部热交换。当其位于带边缘之一时，偏置电压产生热流，该热流主要在纳米线的一个边界附近从衬底朝向纳米线流动，并且在另一边界附近以相反方向流动。这为亚微米尺度的热管理开辟了有趣的前景：平行栅纳米线阵列可用于声子发射/吸收的场控制。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Polar optical phonons in core-shell semiconductor nanowires
利用唯象连续介质模型，得到了半导体核壳纳米线的长波长极性光学振动模。导出了解空间的基，并通过施加适当的边界条件，得到了耦合和非耦合模态的超越方程。我们的结果被应用到研究的GaAs-GaP核-壳纳米线，我们数值计算的极性光学模式，分析的作用，应变的振动特性的这种纳米系统。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall
Zero-Phonon Line Broadening and Satellite Peaks in Nanowire Quantum Dots: The Role of Piezoelectric Coupling
我们研究了催化生长GaAs纳米线中声子模的一维特性对嵌入量子点吸收光谱的影响，重点研究了压电耦合的贡献.在一般情况下，降低维数的声子导致光谱侧峰和零声子线加宽，由于能量最低的（声学）声子模式。虽然变形势主要耦合到径向模式，但压电相互作用也可以强烈耦合到轴向特征的模式，从而导致额外的吸收特征。压电耦合对零声子线的贡献可以忽略不计。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Quantized Thermal Conductance of Nanowires at Room Temperature due to Surface Phonon-Polaritons
基于Landauer公式，我们证明了由于表面声子-极化激元沿极性纳米线的传播而产生的热导与材料特性无关，并由Pi^2kB^2T/3 h给出。这些能量载体的巨大传播长度确定了这种量子化不仅适用于远小于1 K的温度，就像电子和声子的情况一样，而且适用于与室温相当的温度，这可以显着促进其在纳米级电子学和光子学的热管理中的观察和应用。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall
Atomistic modeling of the phonon dispersion and lattice properties of free-standing <100> Si nanowires
采用<100>基于原子力常数的修正价力场（MVFF）方法对硅纳米线（SiNW）中的声子色散进行了模拟。该模型复制体硅声子色散非常好。在硅纳米线中，除了四个类似声学的分支外，还出现了许多平坦的分支，这表明这些纳米线中存在强烈的声子约束，并强烈影响其晶格性质。的声速（Vsnd）和晶格热导率（kl）的减少，而由于增加的声子约束和表面体积比（SVR）的比热（Cv）增加的导线横截面尺寸减小。
2010-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon localization in surface-roughness dominated nanowires
近年来，在热电的背景下，声子在纳米材料中可能的局部化的研究已经变得重要，其中声子局部化可以降低热导率，从而提高热电器件的效率。然而，尽管付出了巨大的努力，声子局域化尚未在实际材料中实验观察到。在这里，我们建议，表面粗糙度为主的纳米线是理想的候选人，观察声子的本地化，并显示数值的热脉冲注入在一个给定的点所产生的能量的空间和时间的演变显示出明确的签名声子本地化。我们认为，同样的配置可能允许实验观察声子的本地化。我们的研究结果证实了普遍性的表面粗糙度占主导地位的政权提出的，这使我们能够表征的强度由一个单一的参数相结合的线的宽度，以及平均高度的线和它的相关长度的混乱。
2019-04-19 cond-mat.mes-hall
Electron-acoustic-phonon interaction in core/shell Ge/Si and Si/Ge nanowires
推导了具有圆形截面的Ge/Si和Si/Ge核/壳纳米线结构的电子-和空穴-声学-声子形变势哈密顿量（H_{E-DP}）的一般表达式.基于短程弹性连续介质方法和导出的解析结果，分析了空间约束对矢量声子位移、声子色散关系以及电子-声子和空穴-声子散射振幅的影响.结果表明，声学矢量位移，声子频率和H_{E-DP}目前混合扭转，轴向和径向分量取决于角动量量子数和声子波矢量的考虑。结果表明，由于界面处的空间约束和本征应变，各组分材料的体群速度被重正化。讨论了绝缘壳层对Ge/Si和Si/Ge纳米线中声子色散和电声子耦合的影响。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling and longitudinal mechanical-mode cooling in a metallic nanowire
本文研究了细悬金属线中的电子-声子耦合，其中声子模被限制在一维，而电子的行为是三维的。明确的理论结果相关的已知的散装性能。我们发现，纵向振动模式可以通过电子隧道制冷冷却远低于浴温度提供的机械品质因数的模式是足够高的。所得结果适用于可行的实验配置。
2007-10-01 cond-mat.mes-hall
Calculation of Confined Phonon Spectrum in Narrow Silicon Nanowires using the Valence Force Field Method
我们研究了限制效应对边长为1- 10 nm的超窄硅纳米线声子性质的影响。采用改进的价力场方法计算声子色散，得到了声子的态密度、传输函数、声速、弹道热导率和边界散射限制的扩散热导率。我们发现，声子色散和弹道热导的结构，即输运方向和限制尺寸的几何特征的函数。声子群速度和热导率可以根据通道的几何特征而变化两个因子。纳米<110>线具有最高的群速度和热导率，而<111>最低的。因此，沟<111>道是基于Si纳米线的热电器件的最合适的取向，因为它也具有大的功率因数。我们的研究结果可能是有用的热输运设计的硅基器件的热电和热管理应用。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity of Segmented Nanowires
本文综述了分段纳米线声子热导率的研究进展，重点介绍了具有恒定截面和周期性调制截面的Si和Si/Ge结构的声子热导率的理论结果。我们描述了使用面心立方晶胞和Born-von Karman晶格振动模型计算分段纳米线中的声子能谱。在这样的纳米结构中的声子谱的修改导致声子热导率的强烈降低和热传递的抑制，由于声子模式在纳米线段中的捕获。分段纳米线在热电能发电的可能的实际应用进行了讨论。
2016-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unique Electron Spin Relaxation Induced by Confined Phonons in Nanowire-Based Quantum Dots
从理论上研究了束缚声子引起的晶格基量子点中电子自旋弛豫。由于受限声子的一维性质，受限声子的van Hove奇异性和电子-声子耦合的形状因子的零可以导致自旋弛豫速率的独特特征。在范霍夫奇点处可以得到极强的自旋弛豫。同时在形状因子为零时，自旋弛豫速率也被大大抑制。这种独特的特征表明了基于锗的量子点在操纵自旋态方面的灵活性。这也为研究受限声子的性质提供了一种方法。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Propagating Gigahertz Coherent Guided Acoustic Phonons in Free Standing Single Copper Nanowires
我们报告千兆赫兹声学声子波导在独立的单铜纳米线研究飞秒瞬态反射率测量。在Pochhammer和Chree方程的半解析解的基础上讨论了结果。所产生的高斯波包的两种不同的模式的扩展推导出解析和样品反射率的观察到的振荡进行比较。这些实验提供了一种独特的方式来独立地获得几何和材料特性。这种在单个纳米物体中直接观察相干引导声学声子的方法也是迈向纳米横向尺寸声学换能器和纳米线热性质综合研究的第一步。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Nano-Cross-Junction Effect on Phonon Transport in Silicon-Nanowire-Cages
声子的波动效应可以使热传导的可控性超过表面和界面处的粒子散射。在这项工作中，我们提出了一类新的3D纳米结构：由纳米交叉结（NCJ）连接的硅纳米线（SiNW）组成的硅纳米线笼（SiNWC）结构。我们进行了平衡分子动力学（MD）模拟，并发现一个超低值的热导率的SiNWC，0.173 Wm-1 K-1，这是一个订单低于SiNWs。通过进一步的模态分析和原子格林函数计算，我们确定，大的减少是由于显着的声子本地化引起的声子本地化的声子本地共振和杂交在结部分在广泛的声子模式。与声子晶体不同，这种局域化效应不需要笼是周期性的，并且可以在更容易合成的结构中实现，例如以随机取向的SiNW网络的形式。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Acoustic Phonon Confinement in Free-Standing Semiconductor Nanowires
与电子波类似，半导体中的声子态也会经历由外部边界引起的变化。在具有周期性调制的弹性常数或质量密度的结构（称为声子晶体）中声学声子谱的修改已被实验证明并在实际应用中使用。通过空间限制改变单个纳米结构中的声学声子谱的可能性将为控制纳米尺度下的声子-电子相互作用和热传导带来巨大的好处。然而，尽管强大的科学和实践的重要性，决定性的实验证据的声学声子限制在个别独立的纳米结构，如纳米线，仍然失踪。长度尺度，在声子色散经历的变化和声子群速度减少的可能性，进行了辩论。在这里，我们利用专门设计的高品质GaAs纳米线（NW）具有不同的直径，D，和大的纳米线间的距离，直接演示声学声子限制。用布里渊-曼德琉斯光谱进行的测量揭示了在D大至~128 nm的NW中频率从4 GHz至40 GHz的受限声子极化分支，即在长度尺度上，其超过GaAs中的“灰色”声子平均自由程几乎一个数量级。声子色散的修改和声子能量标度与D在个别纳米线是在良好的协议与理论。所获得的结果可以导致更有效的声学声子的纳米级控制，有利于纳米电子学，热电能量转换，热管理，和新的自旋电子技术。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Poole-Frenkel Effect and Phonon-Assisted Tunneling in GaAs Nanowires
我们目前的电子输运测量GaAs纳米线生长的无催化剂的金属有机化学气相沉积。尽管纳米线掺杂有相对高浓度的替代杂质，我们发现它们的电阻非常高。通过测量足够高的纵横比纳米线单独在原位，我们解耦的接触的作用，并表明，这种半绝缘的电行为是陷阱介导的载流子传输的结果。我们观察到普尔-弗伦克尔运输跨越声子辅助隧穿在较高的领域，与隧穿时间主要取决于基本的物理常数的理论预测。通过使用原位电子束照射的单个纳米线，我们探测的纳米线电子传输时，自由载流子可用，从而揭示了接触的性质。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic phonons, spin-phonon coupling and spin relaxation via the lattice reorientation mechanism in hexagonal germanium nanowires
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN-BME-BCE Quantum Technology Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与创新网络-布达佩斯技术与经济大学-基础与交叉中心量子技术研究组）
研究六方锗纳米线中通过晶格重取向机制的自旋弛豫，揭示其与量子点限制长度、磁场方向的关系，为长弛豫时间的量子点实验设计提供依据。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective thermal conductivity of rectangular nanowires based on phonon hydrodynamics
建立了矩形截面纳米线热输运的数学模型。通过求解Guyer-Krumhansl流体动力学方程的热通量与滑移边界条件的纳米线的有效热导率在一个范围内的温度和横截面的纵横比的表达式。我们的研究结果表明，方形纳米线传输热能更有效地比矩形纳米线，由于边界之间的最佳分离。然而，发现圆形纳米线甚至比方形纳米线更有效，这是由于在截面中缺少角，这局部地减少了热通量并抑制了热传导。通过使用温度相关的滑移系数，我们表明，该模型能够准确地捕获从Si纳米线获得的有效热导率的实验数据，表明声子流体力学是一个强大的框架，即使在室温下也可以应用于纳米系统。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Modified valence force field approach for phonon dispersion: from zinc-blende bulk to nanowires
正确估计超尺度CMOS和热电半导体器件的热特性需要在这样的结构中进行精确的声子建模。本文详细介绍了用改进的价力场方法计算锌半导体中声子色散的方法。在引入适当的边界条件后，将模型从体材料扩展到纳米线材料。声子计算的计算需求随着导线横截面尺寸的增加而迅速增加。结果表明，纳米线的声子谱与体分散体有很大的不同。这表现在这些导线中不同的物理和热特性的形式上。我们相信，这种模型和方法将证明有利于在下一代超尺度半导体器件的晶格动力学的理解。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron- and phonon transport in silicon nanowires: an atomistic approach to thermoelectric properties
我们计算电子和声子传输在薄无序硅纳米线。我们的原子的方法是基于紧束缚和经验的潜在的电子和声子系统的描述，分别。表面无序建模包括表面硅空位。结果表明，平均声子和电子传输通过长SiNWs包含许多空缺，可以准确地估计使用最近提出的平均方法[物理评论Lett. 99，076803（2007）]。我们将这种平均方法应用于直径范围为1-3 nm的表面无序SiNW，以计算热电优值ZT。结果发现，声子传输的影响更多的空位比电子传输导致无序线的热电性能的增加，在定性与最近的实验。在直径为2nm的强无序取向丝中发现最大的ZT>3<111>。
2008-10-30 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon deformation potential interaction in core-shell Ge-Si and Si-Ge nanowires
我们解决了非极性核壳圆柱形纳米线（NWs）的情况下的电子-声子变形势（DP）相互作用的哈密顿量的一般表达式。基于光学模的长程唯象连续模型，考虑体声子色散，研究了Ge-Si和Si-Ge纳米线的电子-声子耦合强度的尺寸依赖性和应变诱导位移.我们推导出解析的DP电子-声子哈密顿量和报告的频率核心模式和振动振幅的一些数值结果。我们的方法允许明确识别的应变和约束效应。我们探讨了这些核-壳结构的结构参数的模式频率和空穴-DP散射率的依赖关系，这些核-壳结构构成了这些新型纳米系统的表征和器件应用的基本工具。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall
Singlet-triplet relaxation induced by confined phonons in nanowire-based quantum dots
从理论上研究了束缚声子在晶格基量子点中诱导的单重态-三重态弛豫。由于受限声子的准一维性质，单重态-三重态弛豫速率随磁场的变化呈现多峰，并且在单重态-三重态反交叉附近，单重态和自旋上三重态之间的弛豫速率增强.我们比较了变形-势耦合和压电耦合的影响，发现在大多数情况下，变形-势耦合控制弛豫速率。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of Phonon Surface Roughness Scattering on Thermal Conductivity of Thin Si Nanowires
提出了一种计算直径D < 100 nm的硅纳米线的表面粗糙度限制热导率的新方法。一个依赖于频率的声子散射率计算从微扰理论和相关的描述的表面通过均方根粗糙度高度Δ和自协方差长度L。利用全声子色散关系，我们发现热导率与直径和粗糙度的二次关系为（D/Δ）^2。计算结果表明，在宽的直径和温度范围（25-350 K）内，计算结果与实验数据非常吻合，并成功地预测了粗蚀刻的50 nm硅纳米线在室温下的极低热导率为2 W.m^{-1}.K^{-1}。
2009-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Influence of cross-section geometry and wire orientation on the phonon shifts in ultra-scaled Si nanowires
工程的截面形状和尺寸的超尺度硅纳米线（SiNWs）提供了一个有吸引力的方式来调整其结构特性。利用修正的价力场模型计算了圆形、六边形、正方形和三角形硅纳米线的声学和光学声子位移。声学声子蓝移（声学硬化）和光学声子红移（光学软化）显示出对硅纳米线的截面形状和尺寸的强烈依赖性。三角形的硅纳米线具有最小的结构对称性所揭示的分裂的简并弯曲声子模式和显示最小的声硬化和最大的光硬化。声硬化，在所有的硅纳米线，是由于减少的截面尺寸的内部和表面原子之间的振动能量分布的差异。光学软化归因于声子群速度的降低和振动能量密度在内部原子上的局域化。虽然声学声子位移显示出很强的线取向依赖性，光学声子软化是独立的线取向。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
Heat flow in InAs/InP heterostructure nanowires
电子和声子之间的热传递在未来基于纳米线的器件的热管理中起着关键作用，但只有少数实验测量纳米线中的电子-声子（e-ph）耦合。在这里，我们结合实验温度测量的InAs/InP异质结构纳米线系统与有限元建模（FEM），以提取信息的热流介导的E-PH耦合。我们发现，在我们的系统中的电子和声子的温度是高度耦合的，即使在温度低至2 K。此外，我们发现的证据表明，通常的幂律温度依赖的电子-声子耦合可能无法正确地描述耦合在纳米线，并表明这一结果是一致的，与以前的研究类似的一维电子系统。我们还比较了所观察到的E-PH耦合的强度的理论分析的E-PH相互作用在InAs纳米线，这预测了一个显着较弱的耦合强度比实验观察到的。
2012-09-22 cond-mat.mes-hall
Reduced Thermal Conductivity of Nanowires and Nanoribbons with Dynamically Rough Surfaces and the "Problem of One-Dimensional Heat Conductors"
我们提出了非谐晶格和动态粗糙表面和边缘的纳米线和纳米带中声子热输运的解析模型和分子动力学模拟。与最近的实验在单晶硅纳米线与粗糙表面的热传输，我们的模型和模拟预测有限的和长度无关的声子热导率在这样的准一维系统，在相反的异常声子热导率相应的动量守恒系统与原子光滑的表面，发散与系统长度。在我们的模型中，热导率降低的主要原因是在具有动态粗糙表面或边缘层的准一维声子波导中由非谐侧声子导致的纵向声学声子的动量非守恒散射。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Non-equilibrium phonon transport in surface-roughness dominated nanowires
实验观察到的表面粗糙度占主导地位的硅纳米线的热导率大大降低，产生了新的兴趣，在低维热电器件。使用以前的工作，从一个粗糙的表面的声子散射映射到散射随机定位的声子在一个光滑的纳米线的体积，我们考虑的热电流在纳米线的各种强度的表面无序。我们使用非平衡格林函数技术，使我们能够评估的热电流超出了线性响应制度，为任意的冷，热温度的两个半无限的连接引线。我们展示了表面粗糙度如何影响热电流的频率依赖性，最终导致在高温下的净电流的温度依赖性降低。我们使用一个通用的无序参数来描述的表面粗糙度已经提出，并表明，该参数的净电流的依赖性提供了一个自然的解释实验观察到的光滑与粗糙表面之间的差异。我们认为，一个系统的研究的热流为不同的值之间的温度差的两侧的表面粗糙度为主的纳米线的各种强度的混乱将有助于我们了解如何最好地优化热电效率。
2019-06-16 cond-mat.mes-hall
Universality of phonon transport in surface-roughness dominated nanowires
我们从理论和数值两方面分析了具有表面粗糙度的二维纳米线的热导率\k{appa}随温度的变化。虽然每个样品的特征在于三个独立的参数-线的直径（宽度），相关长度和强度的表面张力-我们的理论预测，存在一个普遍的制度，其中\k{appa}是一个功能的所有三个模型参数的单一组合。声学声子在细导线中传播的数值模拟证实了这种普遍性，并预测\k{appa}对直径d的d 1/2依赖性。
2018-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin qubit gates via phonon buses in electron nanowires
Blackett Laboratory, Imperial College London（帝国理工学院布莱克特实验室）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）；School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology, Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔基础科学系）；Department of Electronic and Electrical Engineering, University College London（伦敦大学学院电子电气工程系）；London Centre for Nanotechnology, University College London（伦敦大学学院纳米技术研究中心）；Cavendish Laboratory, Department of Physics, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许物理学实验室）；CPHT, CNRS, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院高等应用物理中心，法国国家科学研究中心）
研究利用电子纳米线实现量子点间自旋-自旋耦合，实验参数下耦合强度超过30MHz，为可扩展量子计算架构提供新方法。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Coherent phonon scattering effects on thermal transport in thin semiconductor nanowires
利用热输运的Landauer形式研究了具有同位素或缺陷散射的准一维固体的声子热导。电导表现出从定域到欧姆行为的交叉，就像电子一样，但是这种交叉的性质被低频声子的离域所改变。一个可扩展的数值传输矩阵技术的开发和应用模型准一维系统，以确认简单的分析预测。我们认为，现有的半导体纳米线上的热导率数据，显示出意想不到的线性依赖，可以理解通过一个模型，结合非相干表面散射的短波长声子与近弹道长波长声子。还发现，即使当强声子局域化效应将被观察到，如果缺陷分布在整个线，局域化效应弱得多，当缺陷局限于边界处，如在目前的实验。
2007-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Phonon thermal transport outside of local equilibrium in nanowires via molecular dynamics
我们研究了通过铂纳米线，桥接平面接触作为线的长度和振动频率的接触的函数的热输运。当接触中的声子的平均频率比导线中的声子的平均频率低时，在远离局部平衡的条件下发生热传输，其中低频声子经历比高频声子更高的热梯度。这导致导线的有效热导率随接触件的振动频率降低而随尺寸增加。当热量从线流到接触时的界面电阻率也是尺寸依赖性的，并且在短纳米线中缺乏完全平衡中具有相同的物理起源。我们开发了一个模型的基础上，捕捉突出的物理MD结果的一维原子链。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Acoustic phonons and strain in core/shell nanowires
本文从理论上研究了圆柱形核壳纳米线中的低能声子和静态应变。假设赝晶生长，各向同性介质，和一个无力的线表面，我们推导出的色散关系，位移场，和应力和应变分量的线性弹性理论的代数表达式。我们的结果适用于核和壳具有任意半径和任意弹性常数的纳米线。静态应变的表达式与实验，模拟和以前的分析调查是一致的，声子是一致的均匀纳米线与已知的结果。除其他外，我们表明，扭转，纵向和弯曲模式的色散关系的变化与相对壳厚度不同，我们确定了新的条款，在相应的应变张量是不存在的无盖纳米线。我们通过Ge/Si核/壳纳米线的例子来说明我们的结果，并表明壳诱导应变对这些系统的空穴谱有很大的影响。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo Study of Temperature-dependent Non-diffusive Thermal Transport in Si Nanowires
非扩散热输运由于其对材料声子平均自由程分布的基本理解和许多纳米级能量应用的重要意义，近年来获得了广泛的研究兴趣。在这项工作中，我们系统地研究了边界散射和纳米线长度的作用，在薄硅纳米线的非扩散热输运通过严格求解声子玻尔兹曼输运方程，使用方差减少Monte Carlo技术在一个温度范围内。模拟使用完整的声子色散和光谱寿命数据从第一性原理密度函数理论计算作为输入，没有任何可调参数。我们的BTE模拟结果表明，纳米线的长度起着重要的作用，在决定硅纳米线的热导率。此外，我们的模拟结果表明，先前测量的硅纳米线显着的声子约束效应。这些发现对于全面理解硅纳米线中的微观非扩散热输运具有重要意义。
2017-01-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Tunable g factor and phonon-mediated hole spin relaxation in Ge/Si nanowire quantum dots
我们从理论上考虑了暴露于外磁场和电场中的纵向Ge/Si核/壳纳米线量子点中空穴的g因子和自旋寿命。对于基态，我们发现一个大的各向异性的g因子，这是高度可调的通过施加电场。这种可调谐性强烈地依赖于电场相对于磁场的方向。我们计算了零和小电场的单声子空穴自旋弛豫时间T1，并提出了一个最佳的设置，其中非常大的T1的几十毫秒的顺序可以达到。进一步增加相对壳体厚度或纵向限制长度，在没有电场的情况下，退相消失，并且退相干时间T2由T2 = 2 T1确定。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Shape and orientation effects on the ballistic phonon thermal properties of ultra-scaled Si nanowires
利用改进的价力场（MVFF）模型计算了硅纳米线（SiNWs）的声子色散，研究了几何约束、原子位置和取向对其热性质的影响.比热（$C_{v}$）和弹道热导（$κ^{bal}_{l}$）随SiNWs截面形状和尺寸的变化表现出各向异性。对于所有丝，$C_{v}$随着横截面尺寸的减小而增大。三角形线显示最大的$C_{v}$，这是由于其最高的表面积与体积比。具有[110]取向的正方形线显示最大的$κ^{bal}_{l}$，因为它们具有最高数量的导电声子模式。在纳米尺度下，$C_{v}$和$κ^{bal}_{l}$的普遍标度律相对于在单位晶胞中的原子的数目获得。这种缩放是独立的形状，大小和取向的SiNWs揭示的晶格热性质的纳米线的原子性质的直接相关性。因此，工程化的硅纳米线的横截面形状，尺寸和取向开辟了新的方式调整的热性能在纳米制度。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects of quantum dot arrays embedded in nanowires
在库仑阻塞条件下，研究了镶嵌在纳米线上的量子点阵列的热电特性。本文用Hurbbard-Anderson模型模拟了电子对QDA结系统热电性质的贡献。电导，塞贝克系数，电子热导计算的Keldysh格林函数方法和平均场方法。利用声子辐射转移方法计算了声子热导率。在库仑阻塞区，电子热导比声子热导小得多。因此，可以通过同时增加热功率和降低声子热导来提高最佳品质因数（ZT）。我们发现，它是可能的，以获得大于1的ZT值的InGaAs/GaAs量子点嵌入纳米线在室温下。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Optical Generation of Coherent Bright and Dark Surface Phonon Polaritons in Nanowires
从强耦合到玻色-爱因斯坦凝聚，极化激元的相干性在最近的许多实验观测中起着重要作用，但由于等离子体激元和激子的高能量，获得极化激元的相干性是一项困难的任务。然而，表面声子极化激元在低得多的能量下提供类似的承诺。在这里，我们证明了使用可见超快激光在纳米线中产生和时间分辨相干表面声子极化激元的可能性。我们表明，这些模式产生的表面耗尽场的超快屏蔽。通过对比实验和FDTD模拟，我们表明，这种方法可以同时产生暗模式和亮模式。我们的观察开辟了道路，以更深入的调查的作用，丰富的极化激元物理的相干性。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Degeneracy lifting of Majorana bound states due to electron-phonon interactions
从理论上研究了低温下电子-声子相互作用对拓扑纳米线中Majorana束缚态能量和能级展宽（寿命倒数）的影响。在零温度下，随着纳米线长度$L$的增加，左右MBS之间的能量分裂保持指数小。然而，在有限的温度下，热声子的吸收导致不随系统长度衰减的MBS的能级的加宽，并且纳米线的相对端处的声子的相干吸收/发射导致仅在$L$中作为逆幂律衰减的MBS能量分裂。这两种效应在温度下都保持指数关系。在声子的量子化的横向运动的情况下，范霍夫奇异性的声子态密度的存在下，导致额外的共振增强的能量分裂和能级加宽的MBS。这是最有利的情况下，观察声子诱导的能量分裂的MBSs，因为它变得比加宽大得多，即使拓扑纳米线比相干长度长得多。我们还计算了声子引起的微扰系统的能量分裂所伴随的电荷和自旋。我们认为这两个无自旋的低能量连续模型，我们评估分析，以及自旋晶格模型的Rashba纳米线，我们评估数值。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Spatially Mapping Phonon Drag in Ultrascaled 5-nm Silicon Nanowire Field-Effect Transistor Based on a Quantum Hydrodynamic Formalism
该研究采用量子流体动力学方法空间映射5 nm全环绕栅极硅纳米线FET中的声子曳引，揭示电子-声子耦合自热机制，并发现高偏置下热导率降低近50%。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall
Raman sensitivity to crystal structure in InAs nanowires
我们报告了电子透射和拉曼光谱相结合的研究InAs纳米线。我们表明，光学声子能量的温度依赖性行为可以用来确定在InAs纳米线的相对纤锌矿分数。此外，我们建议，锌钛矿和纤锌矿相之间的界面应变沿导线的长度体现在声子线宽的温度演化。从这些研究中，温度依赖拉曼测量出现了一种非侵入性的方法来研究这种纳米线的多型性。
2011-12-24 cond-mat.mes-hall
Using Activated Transport in Parallel Nanowires for Energy Harvesting and Hot Spot Cooling
我们研究了平行杂质半导体纳米线阵列的温度范围内，电子传播通过纳米线之间的声子辅助跳定态。通过求解随机电阻网络问题，计算了器件的热电势$S$、电导$G$和电子热导$K^e$。我们研究这些数量如何依赖于位置-这可以调整与背栅-纳米线杂质带相对于平衡电化学电位。我们发现，大的功率因数可以达到附近的频带边缘，当$S$自平均值大的值，而$G$是小的，但规模与电线的数量。计算纳米线内部的电子和环境中的声子之间的局部交换的热量，我们表明，声子主要是吸收附近的一个电极和发射附近的其他当充电电流驱动通过纳米线附近的带边。这种现象可以被利用为场控制的声子和电子之间的热交换在电子电路中的亚微米尺度。它也可以用于冷却热点。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
Atomistic simulations of heat transport in real-scale silicon nanowire devices
利用原子晶格动力学和散射理论，我们研究了纳米器件的热输运的10 nm厚的硅纳米线，从10到100 nm长，夹在两个散装水库。我们发现，在设备中的热传输显着不同的悬浮延长纳米线，由于声子散射在接触界面。我们发现，热传导和声子输运制度可以调整从弹道扩散通过改变纳米线的表面粗糙度和它们的长度。在含有短晶体线的器件中，声子隧穿发生并增强了超过单个接触的电导。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deformation Potentials and Electron-Phonon Coupling in Silicon Nanowires
本研究基于第一性原理分析硅纳米线中电子-声子耦合，发现维度降低根本改变形变势行为并引发呼吸模式耦合，导致[110]纳米线迁移率为[100]的6倍。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous diameter dependence of thermal transport in ultra-narrow Si nanowires
本文采用原子价力场方法计算了直径从12 nm到1 nm的硅纳米线的热输运。我们发现，随着直径的减小，声子态密度和传输函数在低频下获得一个有限的值，而在体材料中接近零。事实证明，这种效应导致了齐曼所描述的“长纵波问题“[1]，该问题指出，由于长波长声子的散射消失，材料的热导率随着其长度的增加而增加。我们发现，这种热传输的改善也出现在纳米线，因为它们的直径降低到D= 5 nm以下（不仅是长度增加），源于长波矢量模式的密度增加。观察是目前在弹道输运条件下，并进一步加强与声子-声子散射的引入。因此，在这种超窄纳米线中，随着直径的减小，声子输运越来越多地由具有较长平均自由程的较低能量声子主导。我们发现，~80%的热量是由能量小于5 meV的声子携带的，大多数具有数百纳米的平均自由路径。
2014-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Universality of Thermal Transport in Amorphous Nanowires at Low Temperatures
非晶材料在低温下的热输运性质由声子和局域激发之间的相互作用控制，称为隧穿二能级系统（TLS）。这些非晶材料的热导率的温度变化被认为是普遍的，其特征在于由二次幂律。这是很好地描述了现象学TLS模型，即使其微观解释仍然是难以捉摸的。在这里，通过按比例缩小到纳米尺度的非晶系统远低于体声子TLS平均自由程，我们探讨了该模型在限制几何系统的鲁棒性。使用非常敏感的热导测量，我们证明了氮化硅纳米结构的热导的温度依赖性仍然主要是二次独立的纳米线部分。它不遵循三次幂定律的温度预期在卡西米尔-齐曼制度的边界有限的热传输。这显示了由声子-TLS相互作用而不是由纳米线中的声子边界散射主导的热输运反直观。这可以归因于一个意想不到的高密度的TLS的表面上仍然占主导地位的声子扩散过程在低温下，并解释了为什么普遍的二次温度依赖性的热导仍然保持非晶纳米线。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic heat conduction due to Lévy phonon flights in silicon nanowires
解决散热问题是硅基微电子的未来。解决方案可能在于称为弹道热传导的纳米级现象，这意味着在不加热导体的情况下进行热传导。但是，试图证明这一现象的实验是有争议的和稀缺的，而其机制在受限的纳米结构尚未得到充分理解。在这里，我们实验证明准弹道热传导硅纳米线（NW）。我们发现，弹道是最强的短NW在低温下，但减弱NW长度或温度的增加。然而，即使在室温下，准弹道热传导在短纳米线中仍然可见。为了更好地理解这种现象，我们探测声子飞行的方向性和长度。我们的实验和模拟表明，准弹道声子输运在NW边界之间的短飞行和长的弹道跳跃沿NW的Lévy步行。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Effects of phonon confinement on electron transport in Si nanowire and armchair-edge graphene nanoribbon transistors: A dissipative quantum-transport study
本文通过耗散量子输运模拟，研究了声子边界条件对硅纳米线和石墨烯纳米带晶体管电子输运的影响，发现声子限域对硅纳米线影响更大，且不同边界条件会显著改变迁移率与开态电流。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall
Phonon drag in ballistic quantum wires
计算了一维纳米线中由附近纳米线中的载流弹道通道产生的声子在弹道输运机制中对产生的拖曳电流的声子介导的拖曳贡献。声子介导的拖曳电流相对于偏压或栅极电压的阈值进行了预测。
2001-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron Transport in Silicon Nanowires: The Role of Acoustic Phonon Confinement and Surface Roughness Scattering
我们研究了电子和声学声子约束对被SiO $_2$包围并被门控的薄方形硅纳米线（SiNWs）的低场电子迁移率的影响。我们采用自洽泊松薛定谔蒙特卡罗求解器，占散射由于声学声子（限制和散装），谷间声子，和Si/SiO $_2$表面粗糙度。所考虑的线具有在3 $\times$ 3 nm $^2$和8 $\times$ 8 nm $^2$之间的横截面。对于较大的导线，正如预期的那样，迁移率对来自栅极的横向场的依赖性是明显的。在低横向场，声子散射占主导地位，从封闭的声学声子散射的结果在约10%的流动性减少相对于体声子近似。随着导线横截面的减小，电子迁移率下降，因为电子-声学声子和电子-表面粗糙度散射率的有害增加掩盖了有益的体积反转和子带调制。对于薄于5 $\times$ 5 nm $^2$的线，表面粗糙度散射占主导地位，而不管施加的横向场，并导致电子迁移率随着SiNW截面的减小而单调减小。
2008-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
