Coupled dynamics of electrons and phonons in metallic nanotubes: current saturation from hot phonons generation
我们表明,声子和电子的自洽动力学是可靠的描述热声子产生的电子输运在金属单壁碳纳米管(SWNTs)的必要成分。我们解决耦合玻尔兹曼输运方程,以确定在一个一致的方式的电流与电压(IV)曲线和声子占据金属单壁碳纳米管是躺在基板上。我们发现一个很好的协议与测得的IV曲线,我们确定一个光学声子占领,对应于几千K(热声子)的有效温度,通常用于实验中的电压。我们发现,高偏压电阻率强烈依赖于光学声子热化时间。这意味着金属纳米管性能的大幅改善可以通过增加光学声子与热化源的耦合来实现。
2006-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic versus Phononic Friction of Xenon on Silver
采用分子动力学模拟研究了单层膜在Ag(001)和Ag(111)表面上的摩擦行为。对于几个值的电子贡献的摩擦的个别的声子原子,内叠加声子耗散计算作为一个函数的振幅的衬底电位,这是一个相关的参数考虑。在数值计算结果的准确性和不确定性与目前已知的相关参数的值,我们得出结论,电子和声子耗散通道是同样重要的。虽然声子摩擦引起的快速变化与覆盖,电子摩擦提供了一个大致覆盖无关的贡献,总的滑动摩擦。
1999-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Electron-Phonon Coupling on Thermal Transport across Metal-Nonmetal Interface - A Second Look
电子-声子(e-ph)耦合对金属-非金属界面热输运的影响尚未完全了解。本文采用一系列包含了电子-ph耦合效应的分子动力学(MD)模拟方法计算了金属-非金属界面的热导率。研究发现,e-ph耦合不仅可以在声子-声子热阻的基础上产生附加热阻,而且可以使声子-声子热导比纯声子输运情况下的热导大。这是因为e-ph相互作用可以干扰声子子系统,增强金属内部不同声子模式之间的能量传递。这有助于将声子能量重新分配到可以更容易地跨界面传递能量的模式中。与纯声子热传导相比,考虑e-ph耦合效应的总热导可以变小,也可以变大,这取决于耦合因子。这一结果有助于阐明e-ph耦合在金属-非金属界面热输运中的作用。
2015-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent phonon renormalization in metallic nanotubes
我们测量了金属和半导体纳米管的拉曼光谱的温度依赖性。我们发现金属管中的不同趋势是由于电子温度的变化引起的声子重新归一化,这是包括非绝热贡献来考虑动态的,时间依赖性的
2007-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced electronic degeneracy breaking: a SSAdNDP interpretation
Universidad de Chile(智利大学);CEDENNA;University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);Center for Quantum Science and Engineering, University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校量子科学与工程中心)
该研究通过SSAdNDP方法揭示了声子扰动如何打破电子简并性,并从化学角度解释了电子结构和键合性质的变化。
2025-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Raman study of coupled electronic and phononic excitations in LuB12
本文研究了不同同位素组成的$LuB_{12}$单晶在10- 650 K温度范围内和10 GPa压力下的电子喇曼散射和光学声子自能。谱峰的形状和能量位置取决于探测波矢的大小、温度和激发的对称性。利用密度泛函理论中得到的电子结构并考虑到电子-声子散射,我们模拟了实验光谱。在光谱中的一个广泛的连续的出现被确定与电子带内激发光的非弹性光的散射。它们与非完全对称声子模的耦合是Fano干涉和温度相关声子自能的来源。此外,硼原子的长波长振动处于非绝热状态,因此电子对它们的自能的贡献提供了与非谐贡献类似的温度依赖性。计算和实验的比较使我们能够确定耦合常数$λ_{ep}$ =0.32,这给出了正确的过渡到超导态的临界温度。
2016-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Origin of Non-Zone-Center Phonon Condensations: Octahedral Rotations as A Case Study
不稳定的区界声子模式驱动原子位移与丰富的属性。然而,不稳定性的电子起源仍有待明确解释。在这里,我们提出,属于不同波矢的布洛赫态之间的键合相互作用导致通过伪或二阶Jahn-Teller效应的不稳定性。我们的第一性原理计算和基于表象理论的分析表明,阴离子配位八面体的旋转,一个典型的例子,带边界声子凝聚,是由这种键合机制。所提出的机制对任何非带心声子凝聚都是通用的,并且可以提供一种理解晶体中结构相变起源的一般方法。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Opposite impact of thermal expansion and phonon anharmonicity on the phonon-limited resistivity of elemental metals from first principles
European Theoretical Spectroscopy Facility, Institute of Condensed Matter and Nanosciences, Université catholique de Louvain(欧洲理论光谱设施,凝聚态物质与纳米科学研究所,天主教鲁汶大学);Scientific Computing Department, Science and Technology Facilities Council, UK Research and Innovation, Daresbury Laboratory(科学与工程设施理事会英国研究与创新达尔斯伯里实验室科学计算部);Département de Physique et Institut Courtois, Université de Montréal(蒙特利尔大学物理系与库瓦托瓦研究所);Department of Molecular Chemistry and Materials Science, Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所分子化学与材料科学系);WEL Research Institute(WEL研究所)
研究通过第一性原理计算揭示热膨胀与声子非谐性对元素金属电阻率的相反影响,并验证了其在Pb、Nb和Al中的应用。
2026-02-03 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
Electronic Structure, Phonons and Dielectric Anomaly in Ferromagnetic Insulating Double Perovskite La2NiMnO6
采用第一性原理密度泛函方法,研究了具有磁场敏感性的铁磁绝缘双钙钛矿化合物La2NiMnO6的电子和磁性.我们的研究揭示了存在非常软的红外活性声子,通过修改超交换相互作用,在Ni和Mn的网站强烈耦合与自旋。我们认为,这些模式的起源观察到的介电异常La2NiMnO6。
2008-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Electron-electron and electron-phonon correlation effects on the finite temperature electronic and optical properties of zb-GaN
我们结合电子-电子和电子-声子相互作用的影响来研究zb-GaN的电子和光学性质。我们表明,只有同时处理这两种效应,才有可能获得与实验结果的零和有限温度的电子能隙和吸收光谱前所未有的协议。与最先进的结果相比,我们的计算预测对主吸收峰的位置和宽度以及对整体吸收线型有很大的影响。这些重要的修正可以追溯到电子-声子阻尼机制和非均匀GW能级修正。我们的研究结果表明,在平等的基础上处理的电子和声子介导的相关效应,以获得准确的描述III-氮化物组的物理性质的重要性。
2013-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced linewidths of graphene electronic states
基于模型紧束缚计算和实验角分辨光电子能谱(ARPES)数据,分析了石墨烯中电子-声子耦合产生的电子能带的线宽.我们的计算证实了这样的预测:高能光学声子对$\barΓ$点附近的两个上部占用$σ$带的声子诱导线宽做出了最重要的贡献。对于较大的结合能,这些带,以及为$π$带,我们发现的证据,从带间散射$π\rightarrow σ$和$σ\rightarrow π$,分别驱动的平面外ZA声学声子的大量寿命加宽。计算的$σ$谱带线宽的基本特征与最近发表的ARPES数据一致[F. Mazzola等人,物理学~修订版~ B. 95,075430(2017)]和$π$谱带线宽与ARPES数据在这里提出。
2018-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Phonon coupling parameters from maximally localized Wannier functions and first principles electronic structure: the case of durene single crystal
自旋轨道相互作用是自旋弛豫的重要载体。在有限的温度下,晶格振动调制自旋-轨道相互作用,从而产生自旋-声子耦合的机制,这需要纳入任何定量分析的自旋输运。从密度泛函理论\textit{ab initio}的电子结构出发,在最大定域Wannier函数的基础上计算了自旋-声子矩阵元。这样的耦合项形成一个有效的哈密顿量,用于提取热力学量,在多尺度的方法,特别适合于有机晶体。利用一维Pb原子链的$Γ$点声子模分析了各种矩阵元的对称性。然后用该方法提取了高迁移率晶体有机半导体固体杜烯的自旋-声子耦合。由于碳和氢的质量小,杜烯的自旋轨道很弱,自旋-声子耦合也很弱。最重要的是,我们证明了最大的贡献,自旋-声子相互作用源自Holstein类声子,即从内部分子振动。
2018-07-12 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of electronic structure, optical and phonon properties of α-ZrW2O8
ZrW 2 O 8在其整个稳定温度范围内表现出各向同性的负热膨胀,但到目前为止,其物理性质和机制尚未得到充分解决。本文从第一性原理出发,系统地研究了α-ZrW_2O_8的电子结构、弹性、热学、光学和声子性质。广义梯度近似(GGA)的计算和实验之间的协议是令人满意的。计算结果可用于相关材料的设计,当采用ZrW_2 O_8调节陶瓷基复合材料的热膨胀系数时,
2016-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Decisive role of electron-phonon coupling for phonon and electron instabilities in transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物中电荷密度波的起源一直是人们争论的热点,至今尚未达成一致意见。在这里,我们提出了一个从头算框架,准确描述费米面嵌套和电子-声子耦合(EPC),并系统地研究它们在CDW形成中的作用。使用单层1H-NbSe $_2$和1 T-VTe $_2$作为代表性的例子,我们表明,这是动量依赖EPC软化的声子频率,成为虚的(声子不稳定性)在CDW矢量(指示CDW形成)。此外,CDW间隙开口(电子不稳定性)的分布,可以正确地预测,只有当EPC被包括在平均场模型。这些结果强调了EPC在CDW形成中的决定性作用。我们的分析过程是通用的,可以应用到其他CDW系统。
2022-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Dynamics of Electron-phonon Coupling in Transition-metal Dichalcogenides
利用飞秒激光时域光谱测量了2 H-MoTe 2大块晶体的超快晶格动力学,研究了载流子-声子相互作用对电子输运性质的影响.在室温下,即使存在非常大密度的光激发载流子,也观察到异常长寿命的相干A1 g声子模。随着激发激光能量密度的增加,衰减速率降低。基于激光能量密度的依赖性,包括诱导显着的声子软化和声子衰减率的特殊下降,我们归因于弱的非谐声子-声子耦合和载流子密度依赖的变形势的电子-声子耦合的长寿命的晶格动力学。
2018-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Small Phonon Energies on the Charge-Carrier Lifetimes in Metal-Halide Perovskites
基于金属卤化物钙钛矿吸收层的太阳能电池已经产生了具有长非辐射寿命的出色光伏器件,这是实现高效率的关键特征。如果电子-空穴对的能量到振动能量的转移是缓慢的,则发生长的非辐射寿命,这是由于例如,低密度的缺陷、弱的电子-声子耦合或单个跃迁所需的大量声子的释放。在这里,我们讨论了金属卤化物钙钛矿的已知材料特性(如折射率,声子能量和有效质量)的影响,并将其与极性半导体中的电子-声子耦合和多声子跃迁率的基本模型相结合。我们发现,低声子能量的MAPbI $_3$导致一个强烈的依赖于陷阱位置的复合率,这可以很容易地推断出从底层的物理效应确定非辐射跃迁。在这里,我们表明,这是重要的非辐射复合动力学的金属卤化物钙钛矿,因为它意味着这些系统是相当不敏感的缺陷,不是在midgap能量。这可以导致长寿命,这表明低声子能量可能是具有金属卤化物钙钛矿的光电子器件的高性能的重要因素。
2018-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon interaction and transport properties of metallic bulk and monolayer transition metal dichalcogenide TaS$_2$
过渡金属二硫属化合物是近年来发展起来的一类具有良好电子性质的二维材料。现有的内禀声子限制的电子输运的计算,到目前为止,集中在这个家庭的admincucting成员。在本文中,我们扩展了这些研究通过调查的电子-声子耦合的电子输运性质和带重整化的原型固有的金属块和单层TaS $_2$的影响。基于密度泛函微扰理论和半经典玻尔兹曼输运计算,发现有前途的室温迁移率和片电导,这可以与其他已建立的2D材料竞争,留下TaS $_2$作为透明导体或原子薄互连的有前途的材料候选人。在整个文件中,电子和输运性质的TaS $_2$相比,其等电子对应物TaSe $_2$和后者的额外信息。我们还评论了传统的超导电性在TaS $_2$,其中没有声子介导的增强TC在单层相比,体状态被发现。
2017-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-driven Floquet engineering for electronic states
National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学);National Synchrotron Radiation Research Center(国立同步辐射研究中心);Kyoto University(京都大学);Nihon University(日本大学)
利用时间分辨多光子光发射结合量子拍频光谱,在石墨烯覆盖的Ir(111)上证实了激光激发的相干声子驱动Floquet-Bloch态的形成,其寿命比光驱动态长一到两个数量级。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure, Transport and Phonons of SrAg$Ch$F ($Ch$=S, Se, Te): Bulk Superlattice Thermoelectrics
本文报道了p型半导体SrAg $Ch$ F($Ch$ =S,Se和Te)的电子结构、振动性质和输运性质的计算。我们发现软声子与低频光学分支相交的声学模式低于50 $cm^{-1}$,表明材料的热导率低。在价带最大值处和附近的带是高度二维的,这导致即使在高载流子浓度下也具有高的热电势,这是表明良好热电性能的组合。这些材料可以被看作是超晶格热电体的整体实现。
2015-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the Surface of a Nanocrystal on its Electronic and Phononic Properties
在过去的三十年里,人们一直观察到,胶体纳米晶体(NC)的表面工程是其性能参数的关键。在铅硫族化物NC的情况下,例如,用卤化物阴离子表面终止取代硫醇已显示出增加基于NC的太阳能电池中的功率转换效率。为了深入了解这些改进的起源,我们进行从头算分子动力学(AIMD)的实验相关的大小的硫化铅(PbS)与硫醇或Cl,Br和I阴离子表面构建的NC。硫醇和卤化物封端的NC的表面表现出低能量和高能量的声子模式与大的热位移不存在于散装PbS;然而,卤化物阴离子表面终止减少了这些振动模式的电子波函数的重叠。这些结果表明,卤化物终止的NC中的电子-声子相互作用将减少,这一结论得到了分析从AIMD提取的电子能量和波函数随时间变化的支持。这项工作解释了为什么电子-声子相互作用是至关重要的载流子动力学在NC和表面工程如何可以应用到系统地控制其电子和声子特性。此外,我们建议,这里实现的电子-声子相互作用的计算效率高的方法可以用来指导任意纳米材料的应用特定的表面终端的设计。
2016-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical and anharmonic effects on the electron-phonon coupling and the zero-point renormalization of the electronic structure
本文研究了金刚石、BN、LiF和MgO晶体中由于电子-声子耦合引起的零温能带结构的重整化。我们实现了一个动力学计划来计算依赖于频率的自能和由此产生的准粒子电子结构。我们的计算揭示了一个卫星带低于费米能级的LiF和MgO的存在。我们发现,重整化因子(Z),这是忽略在绝热近似,可以减少零点重整化(ZPR)的40%之多。用冻结声子方法研究了有限原子位移下重整化本征值的非谐效应。我们使用非微扰表达式的ZPR,超越艾伦-海涅-Cardona理论。我们的结果表明,高阶电子-声子耦合项对某些材料的零点重整化有显著的贡献。
2015-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon Coupling and Kohn Anomaly due to the Floating 2D Electronic Bands on the Surface of ZrSiS
ZrSiS是拓扑节线半金属的有趣候选者,被发现具有奇异的表面浮动二维(2D)电子[Phys. Rev. X 7,041073(2017)],这些电子可能与表面声子相互作用。在这里,我们揭示了一个突出的Kohn异常的表面声子分支映射出的表面声子色散的ZrSiS使用高分辨率电子能量损失谱。通过电子-声子耦合(EPC)模型的理论分析属性的表面声子分支的强重整化与表面浮动的2D电子的相互作用。在无规相位近似下,我们计算了声子自能,并通过拟合实验数据计算了模式特定的EPC常数。这里提供的EPC图片可能是重要的拓扑节线半金属的潜在应用。
2019-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of coherent phonon generation by electronic and ionic Raman scattering in LaAlO$_3$
在离子拉曼散射中,红外活性声子介导导致拉曼活性声子的产生或破坏的散射过程。这种机制依赖于声子之间的非线性相互作用,近年来与复杂过渡金属氧化物中的各种涌现晶格驱动现象有关,但潜在的机制往往被多个耦合序参量的存在所掩盖。在这里,我们使用时间分辨光谱比较由离子拉曼散射产生的相干声子与那些由更传统的电子拉曼散射上的非强相关的宽带隙绝缘体LaAlO $_3$。我们发现,低频拉曼活性$E_g$模式的振荡幅度表现出一个尖锐的峰值时,我们调整我们的泵频率与高频红外活性$E_u$模式的共振,符合第一性原理计算。我们的研究结果表明,离子拉曼散射可以强烈主导宽带隙绝缘材料中的电子拉曼散射。我们还看到了在28 mJ/cm $^2$以上的能量密度下竞争散射通道的证据,这些散射通道改变了相干声子响应的测量幅度。
2020-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon scattering effects on electronic and optical properties of orthorhombic GeS
VI族单硫族化合物由于其独特的各向异性特性而引起了人们的广泛关注。最近,有人提出,GeS可以作为一种有前途的吸收材料,具有高的输入-输出比,相关的功能,用于设计未来的光电子器件。本文利用\emph{ab-initio}多体微扰理论研究了正交晶系GeS中电子-声子耦合的作用。我们确定的振动模式,有效地耦合负责产生的第一和第二激子状态的电子状态。我们还研究了有限温度下的光吸收,并表明,即使在$T\to0K$,电子-声子相互作用的作用是至关重要的,以正确地描述主要的实验激发峰的位置和宽度。我们的研究结果表明,电子-声子耦合是必不可少的,以正确地描述单硫族化合物家族的光学性质。
2017-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal Phonon Propagation in a Metallic Chiral Magnet
本研究在金属手性磁体Co₉Zn₉Mn₂中观测到高温增强的声子磁手性效应,揭示其强度由磁振子带宽调控,为通过能带工程增强声子非互易性提供了新思路。
2023-04-09 cond-mat.mtrl-sci
The electron-phonon coupling strength at metal surfaces directly determined from the Helium atom scattering Debye-Waller factor
He原子与声子气体的能量和动量交换只能通过表面自由电子密度的介导而发生,He原子与金属表面的弹性和非弹性散射几率的新的量子理论推导表明,Debye-Waller指数与电子-声子质量耦合常数$λ$成正比。从现有的数据中提取的$λ$的值之间的比较的Debye-Waller因子为各种金属表面和$λ$值从文献中已知的表示一个实质性的协议,这打开了直接提取的电子-声子耦合强度在准二维导电系统的弹性氦原子散射强度的温度或入射能量依赖性的可能性。
2016-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Non-adiabatic phonon renormalization in metallic versus insulating rutile oxides
Indian Institute of Technology Delhi(印度理工学院德里分校)
通过对比金属性(RuO₂和IrO₂)与绝缘性(TiO₂和SnO₂)金红石氧化物的拉曼散射,发现金属化合物中声子频率硬化显著增强(Δω≈6-10 cm⁻¹),归因于电子贡献导致的非绝热电子-声子耦合。
2026-06-25 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
Thermal Boundary Conductance Across Metal-Nonmetal Interfaces: Effects of Electron-Phonon Coupling both in Metal and at Interface
本文从理论上研究了金属-非金属界面上存在电子-声子耦合时的边界热导。金属与非金属之间的热能传递有三个途径:(1)界面处的声子-声子耦合;(2)界面处的电子-声子耦合;(3)金属内部的电子-声子耦合和界面处的声子-声子耦合。我们发现这三个通道可以用一个等效的串并联热阻网络来描述,并在此基础上导出了边界热导的解析表达式。然后,我们在三个典型的界面:Pb-diamond,Ti-diamond,和TiN-MgO中,从每个通道的不同贡献的热边界电导。结果表明,上述通道之间的竞争决定了热边界电导。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Orbital Angular Momentum Driven by Finite-Momentum Phonons: Beyond Chiral and Axial Phonons
Yonsei University(延世大学);Pohang University of Science and Technology(浦项科技大学);Hongik University(弘益大学)
本文提出有限动量声子无需手性或轴向性即可产生电子轨道角动量,建立规范场理论并推导标度律,为轨道电子学提供波矢可调的新途径。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of the electronic structure, phonon spectra and electron-phonon interaction of ZrB2 and TiB2
采用全势能线性Muffin-tin轨道方法,从第一性原理出发研究了MB 2(M=Ti和Zr)二硼化物的电子结构、光学和X射线吸收谱、回旋质量和费米面极值截面的角度依赖关系、声子谱、电子-声子Eliashberg和输运谱函数、电阻率的温度依赖关系.在线性响应理论的框架内进行动态矩阵的计算。计算结果与光学和X射线吸收谱、声子谱、电子-声子谱函数、电阻率、回旋质量和费米面的极值截面等实验数据符合较好。
2013-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Transport and relaxation of current-generated nonequilibrium phonons from nonlocal electronic measurements
我们研究声子产生的电流在铂纳米线,通过测量电阻的另一个纳米线从第一个隔离的绝缘间隔。对于薄间隔,电阻在低温下随电流几乎呈线性变化,而对于较厚的间隔出现额外的二次贡献。这些观察表明,非热分布的电流产生的声子,通过强非线性动力学过程,而不是少数声子散射放松。我们的研究结果提供了深入了解纳米尺度下的非平衡声子动力学,这可能有助于电子纳米器件的有效热管理。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Coupling and Thermal Conductance at a Metal-Semiconductor Interface: First-principles Analysis
金属-半导体界面的热传导机制和电子-声子耦合对热导的贡献在现有文献中尚不清楚。我们报告从头计算模拟的技术上重要的钛硅化物(金属)-硅(半导体)接口,以估计肖特基势垒高度(SBH),和强度的电子-声子和声子-声子热传递的界面。在密度泛函理论(DFT)框架下,采用第一性原理计算,计算了具有C49结构的TiSi $_2$和TiSi $_2$ -Si界面的电子和声子色散关系.这些被用来估计电子-声子线宽和相关的量化耦合的Eliashberg函数。我们表明,电子与界面声子模式的耦合强度是相同的数量级的电子耦合到声子模式的块状金属,其贡献的电子-声子界面电导是可比的谐波声子-声子电导的界面。
2015-03-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Impurity effects on optical response in a finite band electronic system coupled to phonons
这些概念,传统上是有用的,在理解的电子-声子相互作用的光学光谱的影响,是基于无限电子带近似内获得的见解,不再适用于有限带金属。杂质和声子对电子散射的贡献是不可加性的,并且与声子自由度的耦合的表观强度随着弹性散射的增加而显著降低。光学质量重整化的符号随着频率的增加而改变,并且光学散射率从未达到其高频准粒子值,其本身也降低到其无限带值以下。
2006-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phonon Magnetic Moment from Electronic Topological Magnetization
传统的手征声子的磁矩理论是基于玻恩有效电荷的圆周运动的图像,通常产生一个小的核磁子的分数值。本文研究了手征声子晶格振动引起的电子态的绝热演化,得到了拓扑第二陈式形式的电子轨道磁化强度。我们发现传统的理论需要通过引入$\bm{k}$分辨的玻恩有效电荷来改进,并确定了声子修正的电子能量和动量空间Berry曲率的另一个贡献.当在感兴趣的参数空间附近存在杨氏散射时,第二种陈式可以发散,如通过考虑在有间隙的石墨烯模型中的布里渊区拐角处的声子所示。我们还发现大的磁矩的光学声子在大块拓扑材料的非拓扑的贡献也很重要。带反转发生时,磁矩的符号发生变化。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling electronic and phononic contributions to high-temperature superconductivity in X2MH6 hydrides
Jimei University(集美大学);Xiamen University(厦门大学);Iowa State University(爱荷华州立大学);Guangdong University of Technology(广东工业大学);Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy(美国能源部艾姆斯国家实验室)
研究通过分离电子和声子贡献,揭示X2MH6家族中超导临界温度Tc的决定因素,发现电子贡献主导Tc,并通过结合图示性指标与压力效应分析提供设计新超导材料的指导。
2026-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-throughput screening of strong electron-phonon couplings in ternary metal diborides
我们进行了高通量筛选声子介导的超导电性在三元金属二硼化物结构与碱金属,碱土金属和过渡金属。我们发现了17个基态和78个低能亚稳相。从快速计算的区域中心的电子-声子耦合,43个化合物显示出电子-声子耦合强度高于MgB 2。能量稳定性和电子-声子耦合强度之间的反相关被确定。我们建议分两个阶段,即,Li_3ZrB_8和Ca_3YB_8,它们具有合理的能量稳定性和超导临界温度。
2022-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic band structure, phonon spectrum, and elastic properties of LaOFeAs
本文介绍了最近发现的超导铁氧铌酸盐(LaO 1-xFxFeAs)的母体化合物LaOFeAs的电子能带结构、晶格动力学性质和弹性常数的从头计算结果。从电子能带结构中提取未掺杂LaOFeAs(处于绝缘态或金属态)的全部和部分电子态密度(EDOS)。研究了声子色散和声子态密度。可能的影响的能带结构,EDOS,和PDOS的LaOFeAs上的最终外观的高Tc超导载流子掺杂后进行了讨论。各种独立的弹性常数的绝缘和金属状态的值进行了估计和讨论。
2009-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-4: Large spin dependent thermoelectric response and thermal spin transfer torque due to topological electronic magnetism of phonons
非均匀应变硅与金属双层结构中,弯电子掺杂与拓扑声子的叠加导致声子的拓扑电子磁性。在铁磁金属和Si双层结构的情况下,挠曲电子掺杂也将产生更大的自旋电流,这将导致由于声子的拓扑电子磁性而导致的大的自旋到电荷转换。通过在施加的应变梯度下向铁磁金属/Si双层结构施加温度差,可以产生大的热电响应。在这项实验研究中,我们报告了一个大的自旋相关的热电响应在Ni 80 Fe 20/Si双层结构。自旋相关的响应被发现是一个数量级大于Pt薄膜和类似的拓扑绝缘体表面状态,尽管可以忽略不计的内在自旋轨道耦合的Si。这种大的响应归因于声子的挠曲电子掺杂和拓扑电子磁性,这是使用拓扑能斯特效应测量发现的。这种使用非均匀应变工程来解决自旋电流密度和自旋到电荷转换的替代和新颖的方法可以为使用金属和掺杂半导体层状材料实现自旋电子学和自旋热电子学器件打开新的窗口。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct probing of phonon mode specific electron-phonon scatterings in two-dimensional semiconductor transition metal dichalcogenides: Symmetry and Berry phase
固体系统中的电子-声子散射是决定诸如载流子迁移率和热导率等许多关键物理量的关键过程。在这里,我们报告的声子模式特定的电子-声子散射的直接探测在层状半导体过渡金属dichalcogenides WSe 2,MoSe 2,WS 2,和MoS 2通过非弹性电子隧穿光谱测量,量子输运模拟和密度泛函计算。我们的实验和理论特征动量守恒的单和双声子电子-声子散射涉及多达8个单独的声子模式在单层和双层膜,其中横向,纵向声学和光学,弯曲光学声子量子电荷流中发挥重要作用。此外,我们观察到,双声子非弹性电子隧穿过程,这被证实是通用的在所有四个半导体层,由层数依赖的对称性,量子干涉,和几何Berry相位。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic excitations and electron-phonon coupling in bulk graphite through Raman scattering in high magnetic fields
我们利用偏振磁拉曼散射研究了石墨中的纯电子激发和电子-声子耦合。在4.2 K的温度和磁场高达28 T,我们观察$K$点电子激发涉及朗道带与$Δ|n|=0$和$Δ|n|=\pm2$,可以通过控制激发激光和散射光的角动量来选择。磁声子效应涉及$E_{2g}$光学声子和$K$点间朗道带电子激发与$Δ|n|=\pm1$内的模型,考虑到充分的$k_z$色散揭示和分析。这些极化分辨的结果解释的Slonczewski-Weiss-McClure(SWM)模型,直接允许量化的电子-空穴不对称性的框架。
2011-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and phononic properties of a two dimensional electron gas coupled to dipolar phonons via small-momentum-transfer scattering
本文研究了通过小动量转移散射耦合到偶极声子的二维电子气的电子和声子谱函数以及超导电性。本文的结果是通过无符号问题的量子蒙特卡罗模拟得到的。因此,除了建模之外,没有进一步的近似。我们的研究结果可以相关的高温超导体之间的界面处的一个单位细胞厚的FeSe和SrTiO 3。
2018-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disentangling Electronic and Phononic Thermal Transport Across 2D Interfaces
提出理论方案分离二维界面热导的电子与声子贡献,经非平衡格林函数和分子动力学验证,发现非共价石墨烯界面阻挡电子隧穿但不阻挡声子输运,可实验检验维德曼-弗兰兹定律。
2024-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coherent Control of Acoustic Phonons in hybrid Metal-Semiconductor System
我们证明了修改的相干区折叠纵向声学声子(ZFLAPs)振荡的InGaN/GAN多量子阱中的金属纳米粒子(Au和Ag)通过自组装的倒六角形坑的列入。由于金属纳米粒子的静电荷效应,在光致发光光谱中观察到蓝移和红移。ZFLAPs振荡的周期性的变化被证明是由于插入在材料系统中的金属纳米颗粒。
2011-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of High-frequency Transverse Phonons in Metallic Glasses
利用非弹性中子散射和分子动力学模拟的模型Zr-Cu-Al金属玻璃,我们表明,横向声子持续到高频制度,并可以检测到在大的动量转移。此外,发现横向声子的表观峰宽随静态结构因子变化。一对一的对应关系,这是证明为Zr-Cu-Al金属玻璃和3维Lennard-Jones模型玻璃,表明声子动力学和底层的无序结构之间的普遍相关性。这种显著的相关性,没有发现纵向声子,强调了横向声子的关键作用,理解无序材料中的结构动力学关系。
2020-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling and electronic thermoelectric properties of n-type PbTe driven near the soft-mode phase transition via lattice expansion
IV-VI材料是一些最有效的块状热电材料,这是由于它们接近软模式相变,这导致低的晶格热导率。已经表明,PbTe的晶格热导率可以通过例如经由晶格膨胀使PbTe更接近相变而显著降低。然而,软声子模对这种系统的电子热电性能的影响仍然是未知的。使用第一性原理计算,我们表明,软区中心横向光学声子不恶化的电子热电性能的PbTe驱动接近相变通过晶格膨胀由于外部应力,从而提高热电优值。我们发现,光学形变势的变化很弱,接近相变的增加,但增加的人口和散射相空间的软声子模式。然而,带边附近的电子态和软光学声子之间的散射仍然相对较弱,即使非常接近相变。
2021-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermalization in simple metals: The role of electron-phonon and phonon-phonon scatterings
研究了激光脉冲激发下简单金属中电子和声子的热化。通过求解玻尔兹曼输运方程,考虑所有相关的散射机制:电子-电子,电子-声子(e-ph),声子-电子(ph-e),声子-声子(ph-ph)散射数值研究热化。在弛豫的初始阶段,大部分激发能通过e-ph散射从电子转移到声子。由于ph-e散射,这产生了热的高频声子,随后通过ph-ph散射在声子子系统之间进行能量重新分配。这产生了一个时间的总的声学声子能量的过冲,跨越其中的交叉发生从非平衡状态,其中的e-ph和ph-e散射频繁发生,到一个状态,其中的ph-ph散射发生达到热平衡。这幅图与著名的双温模型(2 TM)的情景大不相同。的弛豫动力学的行为进行了比较与几种模型,包括2 TM,四温度模型,和非平衡电子或声子模型计算。讨论了弛豫时间与初始分布函数的关系。
2017-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal transport across metal-insulator interface via electron-phonon interaction
金属-绝缘体界面的热输运可以用电子-声子相互作用来表征,如果界面处的声子-声子耦合很弱,则电子引线耦合到声子引线。我们用非平衡格林函数方法研究了电子部分和声子部分之间的热导和整流流动。结果表明,热导率随平均温度或金属部分和绝缘体部分中声子引线之间的耦合强度的变化具有非单调性。金属-绝缘体界面表现出明显的热整流效应,这种效应可以随着平均温度或电子-声子耦合的变化而逆转。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Electronic Structure and Electron-Phonon Interaction in Hexagonal Yttrium
为了了解压力引起的钇的电子结构和电子-声子相互作用的变化,我们研究了六方密堆积(hcp)钇,在环境压力下稳定和双六方密堆积(dhcp)钇,稳定到44 GPa左右,使用密度泛函为基础的方法。结果表明,从hcp钇到dhcp钇,存在(i)从s → d的电荷转移,d带发生大范围的变化,费米能级处的态密度显著降低,(ii)声子模的刚性化,电子-声子耦合覆盖整个频率范围,(iii)电子-声子耦合常数λ从0.55增加到1.24,导致超导转变温度Tc从0.3 K变化到15.3 K(μ*=0.2)。
2006-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phonon helicity induced by electronic Berry curvature in Dirac materials
在具有时间反演(TR)对称性的二维绝缘体中,低能质量狄拉克费米子的非零局部Berry曲率可以引起非平凡的自旋和电荷响应,即使所有占据态的Berry曲率积分为零。在这项工作中,我们提出了一个新的效应诱导的电子Berry曲率。通过研究BaMnSb $_2$中的电子-声子相互作用,我们发现电子的非零局部Berry曲率可以诱导声子角动量.这个声子角动量的方向被锁定到声子传播方向,因此我们将其称为“声子螺旋度”,在某种程度上让人想起自旋轨道耦合电子系统中的电子螺旋度。我们讨论了可能的实验探针,这样的声子螺旋。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Energy Exchange between Phononic and Electronic Subsystem Governing The Nonlinear Conduction in DCNQI$_2$Cu
本文对准一维导体DCNQI $_2$ Cu在75 K以下的非线性导电行为进行了动力学研究。我们可以准确地模拟的幅度和时间依赖性的测量电导率响应于大的电压脉冲占声子和电子子系统之间的能量交换的装置的一个ESTA模型。我们的模拟揭示了一个独特的非平衡人口的光学声子态的平均能量为E $_{ph}$ = 19 meV的激活能约$Δ$ E $_a$ = 39 meV的一半,在直流电阻率测量观察。通过非弹性散射,这种热的光学声子浴产生额外的携带电荷的激发,从而提供倍增效应,而传递到声学声子的能量通过热传导耗散出系统。因此,在高电场中,与声学声子模式相比,携带电荷的激发与光学声子的优选相互作用被认为是负责在DCNQI $_2$ Cu中观察到的非线性传导效应。
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structure and Electron-Phonon Coupling in the 18K Superconductor Y2C3
用密度泛函方法研究了Y2 C3的电子结构和电子-声子耦合。我们发现,费米能级落在一个混合字符来自Y d状态和反键状态与C二聚体的结构中的歧管。对Y模和C模的电子-声子耦合的计算表明,前者提供了大部分的耦合。与C-C键伸缩相关的模具有大的矩阵元,但由于它们的高声子频率对耦合的贡献很小。C-C反键态的大量电子掺杂将产生耦合和临界温度的大幅度增加,可能达到与MgB 2相当的值。然而,它似乎不太可能的修改Y2 C3具有更高的填充的C-C反键状态可以稳定。
2004-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con