Self-organized synchronization of mechanically coupled resonators based on optomechanics gain-loss balance
我们研究集体非线性动力学的蓝失谐光机械腔，机械耦合到一个未驱动的机械谐振器。通过控制驱动场的强度，我们设计了一个机械增益，平衡了未驱动谐振器的损耗。这种增益-损耗平衡对应于两个耦合的机械谐振器同时进入自持极限环振荡状态的阈值。因此，根据机械耦合率、光致机械增益和弹簧效应以及谐振器之间的频率失配，出现了丰富的集体动力学集合，例如同相和异相同步。此外，我们引入了二次耦合，诱导增强的同相同步。这项工作显示了如何声子传输可以远程诱导耦合机械谐振器阵列的同步，并开辟了新的途径，计量，通信，声子处理，和新的存储器的概念。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-equilibrium Thermal Resistance of Interfaces Between III-V Compounds
本文基于Peierls-Boltzmann输运方程和从头算输入，系统研究了36个III-V族化合物半导体界面，发现非平衡声子使界面热阻比Landauer公式预测值大2-3倍，且其程度与Debye温度失配正相关，弛豫长度受两侧材料共同影响而非单一材料固有属性。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall
Role of Phonon Scattering in Graphene Nanoribbon Transistors: Non-Equilibrium Green's Function Method with Real Space Approach
为了提高计算效率，模式空间方法在NEGF中被用来处理声子散射。在这里，我们在真实空间中进行更严格的量子输运模拟，以考虑带间散射。我们展示了通过改变沟道长度在石墨烯纳米晶体管中从弹道到耗散输运的无缝过渡。我们发现声学声子（AP）散射是占主导地位的散射机制内的相关范围内的电压偏置。光学声子散射仅在施加大的栅极电压时才是显著的。在一个较长的通道设备，AP散射的直流电流的贡献变得更加显着。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall
Planar phonon anisotropy, and a way to detect local equilibrium temperature in graphene
本文通过耦合蒙特卡洛电荷输运模拟与声子玻尔兹曼方程数值解，研究平面声子各向异性对石墨烯热电行为的影响，并提出利用电流密度测量识别局域平衡温度的新方法，为石墨烯器件热管理提供实验可行的方案。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium transport and phonon branch-resolved size effects based on a multi-temperature kinetic model
本文提出考虑声子支分辨电子-声子耦合的多温度动理学模型，揭示纳米石墨烯中非平衡热输运的尺寸效应及ZA支的主导作用。
2025-10-05 cond-mat.mes-hall
Non-Equilibrium Pathways for Excitation of Bulk and Surface Phonons through Anharmonic Coupling
本研究针对固态材料光激发后能量弛豫过程，发现Bi薄膜表面声子因色散不匹配解耦而激发缓慢，非谐耦合的1/T依赖性可加速其激发，并通过三温度模型揭示了纳秒级的非平衡能量反馈现象。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Modeling quantum cascade lasers: Coupled electron and phonon transport far from equilibrium and across disparate spatial scales
量子级联激光器（QCL）是电磁波谱的中红外和太赫兹部分中的高功率相干光源。它们是电子系统和晶格系统远离平衡的设备，彼此强烈耦合，并且问题桥接不同的空间尺度。我们提出了我们正在进行的多物理场和多尺度模拟中红外QCL中的电荷和热量的远离平衡输运的工作。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Two-subband system in quantizing magnetic field: Probing many-body gap by non-equilibrium phonons
研究了填充因子为3的量子化磁场中的准二维电子系统的多体效应。在声子吸收光谱的表现这些影响进行了讨论。电子系统被映射到一个两能级系统的子带间分裂和回旋能量确定的水平之间的分离。电子-电子相互作用增强的激发间隙，它存在于所有值的能级间分裂。这导致声子吸收率作为磁场的函数的单峰结构，而不是非相互作用电子的双峰结构。
2001-11-20 cond-mat.mes-hall
Evidence of reduced surface electron-phonon scattering in the conduction band of Bi_{2}Se_{3} by non-equilibrium ARPES
拓扑绝缘体中Dirac准粒子的性质要求直接研究\emph{surface}上的电子-声子散射。通过比较时间分辨的ARPES测量的TI Bi_{2} Se_{3}与不同的探测深度，我们表明，弛豫动力学的电子温度的导带是在表面比在体慢得多。这一观察结果表明，表面声子在冷却导带中的电子气方面不太有效。
2013-10-16 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium Green's function treatment of phonon scattering in carbon nanotube transistors
本文利用非平衡格林函数方法详细研究了碳纳米管场效应晶体管中的耗散量子输运。声子散射对CNTF器件特性的影响进行了广泛的数值模拟研究。谷内和谷间散射介导的声学（AP），光学（OP）和径向呼吸模式（RBM）声子的治疗。现实的声子色散计算使用力常数的方法进行，并通过微观理论确定的电子-声子耦合。具体的模拟结果，（16，0），（19，0）和（22，0）锯齿形CNTF的实验有用的直径范围内。我们发现声子散射对器件性能的影响具有明显的偏压依赖性。直到适度的栅极偏置，高能量OP散射的影响被抑制，并且器件电流由于AP和低能量RBM声子的弹性背散射而降低。在大的栅极偏置电流退化主要是由于高能量OP散射。对于较大直径的管，AP和高能量OP散射的影响减小。然而，RBM模式的效果，几乎是独立的管的直径在这里研究。
2007-02-21 cond-mat.mes-hall
Influence of non-equilibrium phonons on the spin dynamics of a single Cr atom
我们分析了光学产生的非平衡声子对嵌入量子点中的单个Cr原子的自旋弛豫和有效自旋温度的影响。利用三脉冲抽运探测技术，我们证明了在共振光抽运实验中测得的自旋弛豫强烈地依赖于光激发条件。我们观察到一个孤立的铬在黑暗中的加热时间短于几百个$ns$后，初始的高功率非共振激发脉冲。冷却时间大于几十个$μs$，独立的激发，在相同的实验条件下获得。我们发现，一个可调的自旋-晶格耦合依赖于非平衡声子的密度可以解释所观察到的动力学。发现低能量激发条件，其中Cr自旋态S $_z$ = $\pm$ 1可以通过非共振光激发有效地填充，通过共振光泵浦制备和读出，并在几个$μ$ s期间保存在黑暗中。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
Using Ensemble Monte Carlo Methods to Evaluate Non-Equilibrium Green's Functions, II. Polar-Optical Phonons
本文针对非平衡格林函数计算困难，将系综蒙特卡洛粒子方法从非极性光学声子扩展到长程极性光学声子，讨论其问题并给出模拟结果。
2023-04-20 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted Kondo Effect in a Single-Molecule Transistor out of Equilibrium
利用改进的正则变换方案和扩展的运动方程方法，研究了电子-声子相互作用和近藤效应对单分子晶体管非平衡输运的联合影响.在谱函数中充分证实了两种不同非对称形状的Kondo声子卫星，它们分别与电子自旋单态或空穴自旋单态有关。此外，当局域磁场引起中等塞曼分裂时，自旋分辨谱函数中的近藤卫星在主峰一侧消失，而不同自旋分量的情况则相反.所有这些在非线性微分电导中表现出来的奇特特征，都得到了清晰的物理解释。
2006-06-08 cond-mat.mes-hall
Effects of electron-phonon interaction on non-equilibrium transport through single-molecule transistor
基于局域电子-声子相互作用（EPI）的非平衡格林函数和非微扰正则变换，研究了单分子晶体管（SMT）中的量子输运，特别是EPI和SMT-引线耦合对谱函数和电导的联合影响.除了通常的EPI诱导的重整化效应（如红移，锐化，和声子边带的SMT水平），由于改善的电子-声子系统的解缠结，它已被发现，SMT电子的光谱函数的轮廓是敏感的铅化学势，因此可以很容易地通过调整偏压以及SMT栅极电压进行操纵。因此，在这个系统中的破缺的粒子-空穴对称性可以清楚地识别通过声子边带的光谱函数。这些EPI效应也表现在SMT的非平衡输运性质中，特别是在低温下。
2005-05-11 cond-mat.mes-hall
Reconciling perturbative approaches in phonon assisted transport junctions
我们提出了一致的结果，分子导电使用两个中心互补的方法：非平衡格林函数技术和量子主方程方法。我们的模型描述了电子在施主-受主结中的传导，其中电子转移耦合到核运动，由谐波振动模式建模。这种初级模式进一步耦合到次级声子模式，即热浴。假设弱的电子-声子耦合，但任意大的分子-金属杂化，我们计算几个非平衡输运量：平均声子数的主模式，电荷电流统计。我们进一步提出的标度关系的累积量有效的大电压制度。我们的分析表明，非平衡格林函数技术和量子主方程方法可以制定出一致的，考虑到相应的散射过程。
2015-12-06 cond-mat.mes-hall
Local density of states on a vibrational quantum dot out of equilibrium
本文用数值精确的图解Monte Carlo方法计算了T=0时耦合到两个电极上的振动量子点的非平衡局域态密度。我们的重点是电子-声子相互作用强度和偏置电压之间的相互作用。我们发现，谱密度表现出显着的电压依赖性，如果电压窗口包括一个或多个声子边带。与成熟的近似方法的比较表明，这种效果可以归因于声子的非平衡分布。此外，我们还讨论了电子-声子耦合引起的长瞬态动力学。
2015-03-01 cond-mat.mes-hall
Phonon mediated non-equilibrium correlations and entanglement between distant semiconducting qubits
本文从理论上研究了一维耦合机械谐振器链中远距离半导体量子比特之间的非平衡关联和纠缠。每个量子位由双量子点（DQD）定义并嵌入机械谐振器中。这两个量子比特可以通过沿谐振链的声子转移耦合、关联和纠缠。我们计算了不同声子-声子耦合率下的非平衡关联和稳态纠缠，发现了一个由粒子数反转引起的最大稳态纠缠。结果表明，声子-量子比特混合系统可以产生高度可调的关联和纠缠，这将有助于介观物理和固态量子计算的发展.
2020-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectral analysis of non-equilibrium molecular dynamics: spectral phonon temperature and phonon local non-equilibrium in thin films and across interfaces
尽管人们对纳米材料中的弹道声子和扩散声子输运进行了大量的实验和理论研究，但对不同声子模的温度和热不平衡的直接观测还没有实现。本文在分子动力学的框架内发展了一种计算实空间和相空间中声子温度的方法。以硅薄膜和石墨烯为例，直接得到了光谱声子温度（SPT），观察到了弹道声子和扩散声子之间的局域热非平衡。这种非平衡通常也存在于界面之间，并且令人惊讶地大，并且它提供了额外的界面热阻机制。我们的SPT结果直接表明，在尺寸失配的石墨烯/衬底界面的垂直热输运是通过弯曲的声学声子的石墨烯和衬底中的纵向声子与模式转换之间的耦合。在尺寸匹配的界面中，例如石墨烯/石墨烯结和石墨烯/氮化硼平面界面，在两侧的声学声子模式之间发生强耦合，并且耦合随着界面混合而减小。SPT方法与光谱热流相结合可以消除由弹道输运引起的热导率预测的尺寸效应。结果表明，在薄膜中和界面处，声子处于局域热非平衡状态。
2017-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling inelastic phonon scattering in atomic- and molecular-wire junctions
从非平衡格林函数方法导出了分子尺度导体中电子-声子散射的计算上廉价的近似。用原子金丝的第一性原理计算证明了这种方法的准确性。定量协议之间的充分非平衡格林函数计算和新推导的表达式，同时简化了几个数量级的计算负担。此外，分析模型提供了对包括非平衡加热在内的电导的直观理解，并提供了一种方便的物理参数化方法。这是通过拟合的表达式，以实验观察到的电导，通过原子金线和氢分子的例子。
2005-11-30 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling and non-equilibrium thermal conduction in ultrafast heating systems
本研究基于耦合电子-声子输运的玻尔兹曼输运方程，提出离散统一气体动理学格式研究超快加热系统的电子-声子耦合，该方法精度优于传统双温模型，可捕捉弹道热效应并应用于多层金属等结构的非平衡热传导分析。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall
Frequency-dependent phonon mean free path in carbon nanotubes from non-equilibrium molecular dynamics
由于它们的长声子平均自由程（MFP）和高热导率，碳纳米管（CNT）是例如，去除电子设备的热量。然而，在非平衡态下，内禀声子MFP如何依赖于振动频率是未知的。我们确定的光谱分辨声子MFP同位素纯碳纳米管的光谱声子传输函数计算使用非平衡分子动力学，充分占阻声子-声子散射过程中通过原子间势能函数的非谐项。结果表明，低频声子（$f<0.5$ THz）的有效室温MFP超过$10$ $μ$ m，而高频声子（$f\gtrsim 20$ THz）的MFP在10- 100 nm范围内.由于确定的MFP直接反映了能量流的阻力，它们可以用于通过计算单个频率积分来精确预测任意管长度的热导率。所提出的结果和方法有望显着提高低维纳米结构的非平衡热输运的理解。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
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
Quantitatively Analyzing Phonon Spectral Contribution of Thermal Conductivity Based on Non-Equilibrium Molecular Dynamics Simulation II: From Time Fourier Transform
从纳米尺度传热的角度来看，目前最有趣和最具挑战性的任务之一是定量分析固体材料中声子模式特定的输运性质，这在许多新兴和多样化的技术应用中起着至关重要的作用。在平衡态分子动力学模拟（EMD）的框架下，声子谱能量密度（SED）或等效的时域简正模分析（TDNMA）方法能够提供这些信息的时间并不长。然而，到目前为止，它还没有实现在非平衡分子动力学模拟（NEMD），另一个广泛使用的计算方法来计算热输运的材料除了EMD。本文提出了一种基于原子热流时间傅里叶变换的计算方法--频域直接分解法（FDDDM），用于分析NEMD模拟中频率相关热导率的贡献。用EMD模拟的TDDMA方法对Lennard-Jones（LJ）Ar和Stillinger-Weber（SW）Si的FDDDM结果进行了比较。两种情况下，发现类似的趋势，这证实了我们的FDDDM方法的有效性。由于NEMD的固有性质和无需温度假设的理论公式，FDDDM可以直接用于研究尺寸和温度效应。此外，FDDDM的独特优势之前，以前的方法（如SED和TDNMA）是，它可以直接用于表征声子频率依赖的无序系统，如非晶材料的热导率。FDDDM方法也可以是一个很好的候选人，用于了解声子的行为，从而为设计高效的结构，先进的热管理提供了有用的指导。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
Beyond Equilibrium Raman Thermometry: Fermi-Level Control of the Anti-Stokes Response in Graphene
University of Chemistry and Technology in Prague（布拉格化学与技术大学）；Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf（德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心）；National Taiwan Normal University（台湾师范大学）；Tohoku University（东北大学）；Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）
本研究通过实验发现石墨烯的反斯托克斯拉曼响应受费米能级调控，提出其可作为探测电子-声子耦合和非平衡声子动力学的灵敏工具。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall
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
Frictional drag between non-equilibrium charged gases
采用基于质心分离和电子相对动力学的非平衡格林函数方法，研究了不同温度下分离但耦合的二维电子气体间的摩擦阻力。作为产生摩擦力的机制，我们包括直接库仑相互作用，通过虚和实TA和LA声子介导的相互作用，光学声子，等离子体激元，以及TA和LA声子-电子集体模式。我们发现，当两个电子气体之间的距离是大的，并在中间温度等离子体激元和集体模式发挥最重要的作用，在摩擦阻力，有两个子系统之间的温差的可能性大大修改的跨阻。
2000-11-22 cond-mat.mes-hall
Electronic Transport in Electron-Phonon Gas of Two-Dimensional Holstein's Organic Molecular-Crystal: Non-equilibrium Green's Function Formalism & Boltzmann Transport Framework (A Generalized Mathematical Solution)
基于非平衡格林函数（NEGF）的完全量子力学处理，提出了二维扩展Holstein有机分子晶体的一致性电子输运框架，以及相应的基于Boltzmann输运理论的窄带电子能有机半导体晶体材料和器件的一对一半经典框架。在这个过程中，我们制定了电子自能相互作用与声学和极性光学声子模式与一个声子和两个声子的相互作用，通过费曼的图解技术来研究联合电子输运。此外，上述可以容易地扩展为基于用于现代有机器件工业的有机半导体晶体和有机聚合物的特定类别的选择的三声子和四声子相互作用。
2022-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Unified Phonon Interpretation for the Non-Fourier Heat Conduction by Non-equilibrium Molecular Dynamics Simulations
纳米约束引起了许多有趣的非傅立叶热传导现象，近年来已被广泛研究，如内部的非线性温度分布，接触附近的温度跳跃，和有限尺寸效应。然而，对这些现象的理解在过去二十年中一直是一个争论的问题。在这项工作中，我们展示了一个统一的声子解释的非傅立叶热传导，可以帮助理解这些现象的模式之间的模式对应的非平衡分子动力学（NEMD）模拟和模式分辨声子玻尔兹曼输运方程（BTE）。研究发现，纳米尺度声子输运特性，包括温度分布，热通量值和模态温度依赖于所施加的热库上的两个接触。我们的NEMD模拟表明，朗之万恒温器表现得像一个无限大的热库，并提供热平衡模式分辨的声子出口，而偏置的水库，例如，Nose-Hoover链恒温器和速度重标度方法的行为类似于非平衡声子出口。我们的解释清楚地表明，非傅立叶热输运现象起源于非扩散声子输运和声子热不平衡的组合。这项工作提供了一个清晰的理解纳米级的热传输，并可能指导在各种应用中的热传输的测量和控制。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Phonon-mediated non-equilibrium interaction between nanoscale devices
用声子谱方法研究了二维电子系统（2DES）中界面声子在平面内传播引起的介观器件间的相互作用。在我们的实验中，从偏置量子点接触注入的弹道电子发射声子，其中一部分被附近简并2DES中的激发电子重吸收。我们执行这些激发的电子采用可调的静电势垒在电分离和无偏检测器电路的能量谱。转移的能量被发现是有界的最大值对应于费米能级电子激发和背散射吸收界面声子。我们的结果表明，声子介导的相互作用对固态量子线路的退相干起着重要的作用。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Phonon Angular Momentum Induced by Temperature Gradient
晶体中的声子模一般都有角动量。然而，当时间反演对称性保持不变时，它在平衡中会抵消。在本文中，我们表明，当施加温度梯度和热流在晶体中流动时，声子分布变得不平衡，并且由热流产生有限的角动量。这种机制类似于电子系统中的Edelstein效应。这种效应需要晶体具有足够低的晶体学对称性，例如极性或手性晶体结构。由于原子核的正电荷，这个声子角动量引起磁化。此外，当晶体可以自由旋转时，由于总角动量守恒，所产生的声子角动量被转换为晶体的刚体旋转。此外，在金属晶体中，声子角动量将部分转换为电子的自旋角动量。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall
Interplay of charge and heat transport in a nano-junction in the out-of-equilibrium cotunneling regime
我们研究了由弱耦合的小金属颗粒和两个金属引线组成的纳米结中的电荷输运和热传递。我们专注于cotunneling制度的平衡，其中的偏置电压和温度梯度之间的引线强烈驱动电子和声子的自由度的粮食，反过来又有一个强有力的反馈上的运输通过粮食。我们推导并解决耦合动力学方程的电子和声子自由度的粮食。我们得到的热通量之间的共隧穿电子，玻色子电子空穴激发的粮食，声子，并自洽地找到电流-电压特性。我们证明了纳米结中的输运对晶粒中玻色子模的光谱非常敏感。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall
Accessing the anisotropic non-thermal phonon populations in black phosphorus
我们结合飞秒电子漫散射实验和耦合的电子-声子动力学的第一性原理计算，提供了一个详细的动量分辨图像的超快晶格热化的薄膜的黑磷。测量结果表明，出现了高度各向异性的非热声子人口持续几皮秒以下的电子激发光脉冲。结合超快动力学模拟的基础上的时间相关的玻尔兹曼形式主义和计算的结构因子，我们重现的实验数据，并确定主要负责通过电子-声子耦合和随后的晶格热化通过声子-声子散射的载流子弛豫的振动模式。特别是，我们属性的非平衡晶格动力学的黑磷高度各向异性声子辅助散射过程，这主要是由高能量光学声子介导的。我们的方法为解开和控制二维材料和范德华异质结构中的微观能量流路径铺平了道路，也可以扩展到其他涉及耦合电子-声子动力学的非平衡现象，如超导，相变或极化子物理。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall
Graphene's non-equilibrium fermions reveal Doppler-shifted magnetophonon resonances accompanied by Mach supersonic and Landau velocity effects
石墨烯的振荡磁电阻测量揭示了丰富的新物理。这些现象通常在低电流下进行研究。在高电流下，电子被驱动远离与原子晶格振动的平衡，使得它们的动能可以超过声子的热能。本文报道了单层石墨烯在高电流下的三种非平衡现象：（1）电子在Landau能级间跃迁时，横向声学声子频率的“类多普勒”移动和分裂;（ii）当电子接近超音速时，伴随TA声子发射的LL内马赫效应，以及（iii）在临界载流子漂移速度（类似于超流朗道速度）下弹性LL间跃迁的开始。所有这三种量子现象都可以统一在一个共振方程中。它们为研究其他二维费米子系统中的非平衡现象提供了途径。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
Quantum noise of electron-phonon heat current
我们分析了金属中电子和声子之间的热流涨落。在平衡状态下，我们恢复了与涨落耗散定理一致的标准结果。在这里，我们表明，热流噪声在有限的频率，保持不为零的温度。我们简要地讨论了电子-声子热流波动对量热法的影响，特别是在单微波-光子探测的制度。
2017-11-06 cond-mat.mes-hall
Giant Enhancement of Phonon Electron Coupling in Graphene under Femtosecond Laser Heating at Room Temperature
该研究理论分析飞秒激光激发石墨烯的非平衡热动力学，通过声子支分辨的电子-声子耦合揭示超快能量传递及经典TTM的偏差。
2025-06-08 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium quasiparticles in superconducting circuits: photons vs. phonons
我们研究了非平衡准粒子对超导器件（量子比特或谐振器）运行的影响，包括器件运行对准粒子的加热。聚焦于通过低频光子吸收加热和通过光子和声子发射冷却之间的竞争，我们得到了一个非常简单的准粒子分布函数的动力学方程的非热稳态解。我们估计准粒子的弛豫和激发速率的transmon量子比特的影响，并与我们的研究结果，最近的实验。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunneling into a Luttinger-liquid coupled to acoustic phonons out of equilibrium
在费米子表象下研究了无自旋Luttinger液体线与声学纵声子耦合的Y结中电导的重整化。该系统对应于一个隧道实验的几何形状，并表现出库仑排斥和声子介导的吸引延迟相互作用之间的相互作用。考虑了与声子通过任意透射和反射振幅的结的传播有关的延迟效应。出现的对数修正的结的电导处理的重整化群的方法，标度指数计算到无限的顺序后RPA型求和的相互作用。不动点和相应的标度指数被认为是在各种非平衡制度。由于声子介导相互作用的非定域性，我们证明了费米子算符的边界指数和体反常维数是由两个不同的Luttinger参数表征的.在极限情况下的交界处只有两个电线，标度指数发现我们的方法是在与以前的玻色化分析完全对应。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon wind and drag of excitons in monolayer semiconductors
从理论上研究了过渡金属双硫族化合物单层膜中激子的非平衡输运。我们考虑激子与非平衡声子相互作用的情况，例如，在局部激发的条件下形成“热点”。我们发展了声子对激子拖曳的理论，并详细分析了声子的扩散传播和声子的弹道传播的声子风形成的制度。我们证明了类似于在[Phys. Rev. Lett. 120，207401（2018）]可以由于非平衡声子或塞贝克效应的激子拖曳而形成。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Intermittent polaron dynamics: Born-Oppenheimer out of equilibrium
我们考虑的非平衡动力学的分子水平与本地声子模相互作用的情况下，一个强的极化子移位，防止微扰处理的问题。相反，我们发现，在绝热制度时，电子状态的反应速度比声子模式，它是可能的，以提供一个完全非微扰治疗的声子动力学，包括随机噪声和耗散。结果表明，振荡器的两个状态之间的间歇性切换与有效的随机电报噪声。
2004-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mathematical Details in the application of Non-equilibrium Green's Functions (NEGF) and Quantum Kinetic Equations (QKE) to Thermal Transport
在这篇论文中，我们表明，非平衡格林函数微扰理论（NEGF）是真正的总体微扰输运理论。这是非常详细地显示，通过使用NEGF作为起点，并在3个方向发展，以获得通常的运输相关的表达式。这3个方向是：类Landauer理论、动力学理论和Green-Kubo线性响应理论。本文主要是利用NEGF对类Landauer理论和动力学理论的两个方向进行推广。首先，利用NEGF导出声子-声子Hedin型泛函导数方程，得到声子-声子相互作用的守恒自能近似。其次，对于Landauer类理论，利用微扰展开，我们很容易得到非谐（或声子-声子相互作用）的修正的弹道能量流和噪声相关的能量流。得到了最低三声子相互作用、最低和次低四声子相互作用对弹道能流的修正。得到了对噪声的最低三声子相互作用修正。沿着一条单独的线，我们发现我们可以把高质量无序引入到弹道能流公式中。相干势近似（CPA）处理高质量无序被发现是兼容的弹道能流的表达。最后，对于动力学理论，维格纳坐标+梯度展开容易地允许再现通常的声子玻尔兹曼动力学方程。它也是简单的声子-声子相关修正动力学方程。动力学方程导致流体力学（平衡）方程，我们推导出声子-声子相关修正的熵，能量和动量平衡方程。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
Phonon dynamics in correlated quantum systems driven away from equilibrium
考虑了多体哈密顿量的一般形式，它包括相互作用的费米子系统和非相互作用的扩展费米子系统和玻色子系统。我们表明，扩展玻色子系统的精确动力学可以从减少密度矩阵的子系统单独，尽管事实上，后者只包含有关子系统的信息。该形式的优点是显而易见的：虽然简化的密度矩阵的子系统是容易获得的，该形式提供访问包含在完整的密度矩阵，这往往是难以获得的可观的。作为一个例子，我们考虑了一个扩展的Holstein模型，并研究了非平衡动力学，所谓的“反应模式”不同的模型参数。讨论了声子频率、电子-声子耦合强度和源漏偏压对双稳态声子动力学的影响。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Equilibrium Phonon Transport Across Nanoscale Interfaces
尽管在纳米级界面上的热传输应用无处不在，包括集成电路，热电和纳米治疗诊断学，但这些系统中声子传输的准确描述仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一个理论和计算框架来描述声子输运的位置，动量和散射事件的分辨率。我们将这个框架应用到一个单一的材料球形纳米粒子的多维分辨率提供洞察声子热化的物理起源，和长度尺度依赖的稳态声子分布的各向异性。我们扩展的形式主义，明确处理接口和调查的具体情况下，半相干材料的界面，通过计算声子和界面应变之间的耦合产生的非周期性阵列的失配位错。我们的框架定量地描述了技术相关的硅锗异质结构内的界面热阻。在未来，这种形式主义可以提供新的见解，通过超快，太赫兹和近场光谱越来越接近纳米材料的相干和驱动声子效应。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Auxiliary master equation approach to the Anderson-Holstein impurity problem out of equilibrium
提出基于辅助主方程的方法求解非平衡安德森-霍尔斯坦模型，通过平移和旋转声子基优化计算，与数值重整化群验证一致，并研究声子峰随频率的演化。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
An unified theory of quantised electrons, phonons and photons out-of-equilibrium: a simplified {\em ab-initio} approach based on the Generalised Baym-Kadanoff ansatz
我们提出了一个完整的ab-inito描述耦合的光子，声子和电子的平衡动力学。在本方法中，电磁场以及核振荡的量子化性质被充分考虑。其结果是一组积分微分方程，写在凯尔迪什轮廓上，用于电子，声子和光子的格林函数，其中不同种类的相互作用合并在一起。然后，我们专注于电子动力学，以减少问题的计算可行的方法。通过使用广义Baym-Kadanoff近似和完全碰撞近似，我们引入了一系列有效的，但可控的近似。用这种方法，我们将所有的方程简化为一组描述各种静态和动态相关性的密度矩阵的解耦方程。最终的结果是一个连贯的，一般的，和包容性的计划来计算几个物理量：载流子动力学，瞬态光吸收和光发射。所有这些都同时包括电子-电子，电子-声子和电子-光子相互作用。我们进一步讨论如何所有这些观测值可以很容易地计算在本计划使用一个完全原子从头算方法。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-equilibrium scalar field dynamics starting from Fock states: Absence of thermalization in one dimensional phonons coupled to fermions
从非高斯初始条件出发，利用Keldysh场论，提出了一种研究标量场非平衡动力学的新方法。我们用它来研究耦合到非相互作用的玻色子和费米子浴，从初始Fock状态的声子的动力学。我们发现，在一维中，耦合到费米子浴的长波长声子在低温和高温下都不会热化。在低温下，来自能量-动量守恒的约束导致粒子-空穴激发的带宽很窄，声子有效地看不到这个浴。另一方面，强的带边发散的粒子-空穴态密度导致一个无阻尼极化激元模式以上的粒子-空穴激发的带边的修饰声子。这些无阻尼模式有助于缺乏热化的长波长声子在高温下。在更高的维度中，这些约束和态密度的发散被削弱，并导致所有波长的热化。
2022-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Multistable transport regimes and conformational changes in molecular quantum dots
我们分析了耦合到局域声子的单态分子量子点在两个电极接触下的非平衡输运性质。我们推导出有效的非平衡（Keldysh）行动的声子模式和研究的鞍点，这原来是对称的时间反演的结构。在临界电子-声子耦合λ c以上，声子模的有效势在平衡态下有两个极小值，在有限偏压下有三个极小值。对于强相互作用的Luttinger液体，导致λ_c=0。讨论了分子量子点输运实验的一些启示。
2002-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal transport and non-equilibrium temperature drop across a magnetic nanostructured interface
在自旋热电子学领域的一些当前实验中，施加穿过纳米结构界面的温度梯度，并观察到自旋相关的输运现象。然而，由于缺乏解释和知识，目前还不清楚磁性纳米结构界面上的温度下降是如何表现的，声子和电子都可能有助于热传输。我们回答这个问题的情况下，磁隧道结（MTJ）的隧穿磁塞贝克效应发生。然而，我们的研究结果可以扩展到其他纳米结构的接口以及。利用\textit{ab initio}方法，我们用格林函数方法计算了Fe/MgO/Fe-MTJ的声子热导和电子热导。此外，通过估计Fe引线中的电子-声子相互作用，我们能够计算Fe/MgO/Fe-MTJ上的电子和声子温度分布。结果表明，在Fe-MgO界面处存在电子-声子温度不平衡。因此，可能有必要修订对目前实验测量结果的解释。
2015-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Role of Out-of-Equilibrium Phonons in Gated Superconducting Switches
最近的实验表明，通过施加适度的栅极电压来调节金属纳米线中的超导性是可能的。这种效应是由于超导体表面的电场还是高能电子的小电流引起的，这在很大程度上存在争议。我们通过研究样品几何形状中的超导性抑制来阐明这一问题，其中电场和电子电流的作用可以清楚地分开。我们的研究结果表明，抑制超导性并不取决于在纳米线表面的电场的存在或不存在，但需要一个高能量的电子流。当电子被注入到纳米线中时，抑制是最有效的，但是当电子在距纳米线的距离为$d$（$d$超过$1~\mathrm{μm}$）的两个远程电极之间通过时，也获得类似的结果。在后一种情况下，高能电子衰变成声子，声子通过衬底传播，并通过产生准粒子来影响纳米线中的超导性。我们发现，这个过程涉及到一个非热声子分布，由于焦耳加热附近的纳米线或增加浴温度的超导性的损失有显着的差异。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Frequency and Polarization Dependence of Thermal Coupling between Carbon Nanotubes and SiO2
我们使用平衡和非平衡经典分子动力学研究了从（10，10）CNT到SiO2衬底的热耗散。CNT-基板的热边界传导（TBC）计算从CNT-基板的温度差的弛豫时间，并从平衡时的界面热通量的时间自相关函数（格林-久保关系）。界面热流波动的功率谱和内部CNT能量分布的时间演化表明：1）热耦合由0-10 THz之间的长波长声子主导，2）高频（40-57 THz）CNT声子模式与亚40 THz CNT声子模式强耦合，和3）CNT声子和衬底声子之间的非弹性散射有助于界面热输运。我们还发现，低频纵向声学（LA）和扭转声学（TA）模式不转移能量的基板作为有效的低频横向光学（TO）模式。
2010-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Decoupling in Two Dimensions
为了观察电子系统中的多体局域化，需要与晶格声子解耦，这只有在非平衡系统中才有可能。我们表明，这样的电子-声子去耦可能会发生在悬浮膜，它体现了自己通过在电子温度的双稳态。通过研究电子-声子冷却率在无序，悬浮膜与二维声子，我们得到了这样的双稳态，这可以通过实验观察到的非线性电流-电压特性的几个数量级的滞后跳跃所需的条件。我们证明，这样的制度是可以实现的系统中的平衡电导率的阿克里乌斯形式，而实际上是不可达到的材料与莫特或Efros-Shklovskii跳跃。
2022-01-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical control of electron-phonon interactions with high-frequency light
这项工作解决了Bloch电子的一维问题时，他们被快速驱动的均匀时间周期光和线性耦合到振动模式。从一个通用的时间周期的电子-声子哈密顿量，我们推导出一个时间无关的有效哈密顿量，描述频闪动力学的高频极限的三阶。这就产生了对电子-声子耦合的非平衡修正，这些修正可以通过驱动强度动态地控制。这表明，特别是平衡的本地Holstein相互作用被纠正的非本地Peierls相互作用的平衡，以及声子辅助的跳跃过程，使动态Wannier-Stark本地化的布洛赫电子不可能。随后，我们重新审视的Holstein极化子的平衡问题的有效格林函数，并明确规定如何结合能和有效质量的极化子可以动态控制。这些可调性能的弱耦合和强耦合制度内的报告，因为两者都可以在同一材料中访问时，不同的驱动强度。这项工作提供了一些洞察可控的微观机制，可能涉及在超快泵浦-探测实验中的有机分子晶体的多波长激光照射，虽然它也应该是适合于实现在振动的光晶格的超冷原子。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Transport properties of strongly coupled electron-phonon liquids
在这项工作中，我们考虑耦合的电子-声子流体的流体动力学行为，着重于电子输运的条件下的强声子阻力。当由于例如umklapp散射导致的声子平衡的速率比正常的电子-声子碰撞的速率慢得多时，发生这种状态。然后声子和电子形成耦合的非平衡态，其中电子-声子流体的总准动量守恒。一个联合流速出现作为一个集体的流体动力学变量。我们从微观动力学理论推导出这种流体的运动方程，并阐明其有效粘度和热导率。特别是，我们推导出的分布函数的任意谐波的衰减时间，并揭示其相应的费米表面上的超扩散弛豫。我们进一步考虑这一理论的几个应用程序的磁输运性质的霍尔酒吧和Corbino磁盘的几何形状，相关的实验。在我们的分析中，我们允许一般的边界条件，涵盖了从无滑移到无应力流动的交叉。我们的方法还涵盖了交叉从斯托克斯欧姆制度的条件下的Gurzhi效应。此外，我们考虑了表面阻抗和非平衡噪声的频率依赖性。对于后者，我们注意到，在扩散制度，福克-普朗克近似，适用于电子-声子碰撞积分的Eliashberg形式，减少了它的微分算子与Burgers非线性。结果，非平衡分布函数在能量域中具有冲击波结构。这种行为的噪声的Fano因子的后果进行了研究。最后，我们讨论了我们的结果的背景下，最近的电子-声子阻力测量狄拉克和外尔半金属的连接和局限性。
2020-06-06 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
General invariance and equilibrium conditions for lattice dynamics in 1D, 2D, and 3D materials
振动模式的长波长行为在载流子输运、声子辅助光学性质、超导性以及材料的热机械和热电性质中起着核心作用。在这里，我们提出了一般的不变性和平衡条件的晶格势，这些允许恢复的二次色散的弯曲声子在低维材料中，与长波长弯曲模式的唯象模型。我们还证明，对于任何低维材料的弯曲模式可以有一个纯粹的平面外的偏振在真空方向和二次色散的长波长限制。此外，我们提出了一种有效的方法来处理不变性条件的晶体与非零玻恩有效电荷的长程偶极-偶极相互作用诱导的贡献的晶格势和应力张量。我们的方法被成功地应用到158个二维材料的声子色散，突出了其在低维材料的声子介导的性质的研究中的关键相关性。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
