Coupled phonon-ripplon modes in a single wire of electrons on the liquid-helium surface
本文研究了液氦表面准一维电子链的声子-涟波子耦合模。结果表明,电子-ripplon耦合导致分裂的集体模式的线与低频模式和高频光学模式的外观从阈值频率开始。估计了电子的有效质量加上低频模式的相关凹坑,并计算了阈值频率的值。所得到的结果可以用于实验尝试观察电子线的相变成准有序相。
1999-09-14 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-phonon coupling on transmission through Luttinger liquid hybridized with resonant level
我们发现,电子-声子耦合强烈影响与共振能级杂化的Luttinger液体的输运性质。也就是说,这种耦合显著地改变了两种不同几何结构中共振能级的有效能量依赖宽度,对应于费米气体中的共振或反共振传输。这导致一个丰富的相图的金属-绝缘体过渡诱导的杂交与共振能级。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence of a coupled electron-phonon liquid in NbGe$_2$
虽然电子-声子散射通常会使金属中的电子动量松弛,但声子和电子之间的永久动量交换会保持总动量,并可能导致具有独特传输特性的耦合电子-声子液体。这个理论想法是在几十年前提出的,最近又被重新讨论,但电子-声子液体的实验特征很少被报道。我们提出了这样的行为在过渡金属ditetrelide,NbGe $_2$,从三个不同的实验的证据。首先,量子振荡揭示了增强的准粒子质量,这在NbGe $_2$中是出乎意料的,由于弱的电子-电子相关性,因此指向电子-声子相互作用。第二,电阻率测量表现出实验数据和标准费米液体理论计算曲线之间的差异。第三,拉曼散射显示声子线宽的反常温度依赖性,其符合基于声子-电子耦合的经验模型。我们讨论的结构因素,如手征对称性,短金属键,和低对称性的协调环境耦合的电子-声子液体的潜在来源。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Importance of electron-phonon coupling near the electron-liquid to Wigner-crystal transition in two-dimensional atomically thin materials
本研究通过维度估算,揭示电子-声子耦合在二维原子薄材料中显著影响费米液体到维格纳晶体的转变位置,而在传统半导体量子阱中可忽略。
2024-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic Phonon Transport, Thermal Expansion and Thermomechanics in Monolayer Td-WTe2
本文利用第一性原理详细研究了单层Td-WTe_2的声子输运、热膨胀和热力学性质。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Phonons and Phonon Confinement in Transport through Double Quantum Dots
本文计算了声表面波和自由量子阱中声子的电子-声子相互作用系数。这些用于推导出由声子的自发发射引起的通过双量子点的非弹性电流。对于独立结构(声子腔)的情况下,我们预测的阶梯状的非弹性电流叠加的范霍夫奇点。因此,声子约束可以通过电子输运测量来检测。
2000-10-10 cond-mat.mes-hall
Thermal anyon interferometry in phonon-coupled Kitaev spin liquids
最近受到Kitaev磁体$α$ -RuCl $_3$实验启发的理论研究突出了声子对手性拓扑相的热霍尔电导率的重要影响。在这里,我们介绍了混合介观宏观设备,允许精炼的热传输探头的非阿贝尔自旋液体伊辛拓扑秩序。这些器件具有量子相干介观区域,声子电导可以忽略不计,两侧是宏观叶,有利于手性马约拉纳边缘模式和体声子之间的有效热化。我们表明,我们的设备,使$(i)$准确确定的量子化热霍尔电导率,$(ii)$识别的非阿贝尔伊辛任意子通过温度依赖的热导率,最有趣的是$(iii)$单任意子检测通过基于热的任意子干涉。类似的结果广泛适用于声子耦合手性拓扑秩序。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hydrodynamic Phonon Transport: Past, Present, and Prospect
几十年前,人们研究了流体动力学声子输运,以验证晶格热输运的量子理论。最近预测的石墨材料中的显着流体动力学声子输运显示了其对高热导率材料的实际意义,并引起了新的关注。由于这方面的研究在一定程度上已经停滞了几十年,我们的目的是提供一个简要的概述过去的研究以及最近的研究。我们在这一章中讨论的主题包括声子的集体运动,几种方法来解决流体动力学声子输运的Peierls-Boltzmann输运方程,热电阻的正常散射的作用,和第二声音的传播。最后,我们展望了流体力学声子输运的未来研究和实际意义。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall
A generalized enhanced Fourier law and underlying connections to major frameworks for quasi-ballistic phonon transport
一个增强的傅立叶定律(EFL),占准弹道声子输运效应的制定完全在物理观测量方面,来自玻尔兹曼输运方程,假设一个灰色人口的准弹道声子模式。将该方程推广到任意声子布居。其他声子输运模型的广义EFL和广义EFL和其他模型之间的连接进行了分析,揭示了文献中报道的看似不同的模型的本质统一。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall
Phonon transport across a Si-Ge interface: the role of inelastic bulk scattering
了解异质结中的声子输运对于获得广泛的热输运性质非常重要。利用McKelvey-Shockley通量方法和第一性原理模型,我们从理论上研究了Si-Ge界面的声子输运性质,重点研究了非弹性体声子过程的作用.我们观察到显着的非弹性散射界面附近的声子之间的热重新分配的结果,由结驱动的非平衡效应。当结的长度与平均声子平均自由程相当时,这些效应最为明显。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Heat guiding and focusing using ballistic phonon transport in phononic nanostructures
与宏观尺度下的经典热扩散不同,纳米级的热传输可以在没有能量耗散的情况下发生,因为声子可以在数百纳米内以直线传播。尽管最近的实验证据表明这种弹道声子传输,控制其方向性,从而其实际应用,仍然是一个挑战,因为单个声子的方向是混乱的。在这里,我们展示了一种方法来控制使用硅薄膜与孔阵列的弹道声子输运的方向性。首先,我们证明了形成的定向热通量的孔之间的通道。接下来,我们使用这些纳米结构作为弹道声子的定向源,并将发射的声子耦合到纳米线中。最后,我们介绍了一个纳米级的热透镜,其中的声子会聚在一个焦点,从而将热量集中到一个几百纳米的斑点。这些结果提供了一个基础,使纳米级的热引导,散热,本地化,限制和整流的射线般的热操纵。
2016-09-23 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Electron Diffuse Scattering as a Tool for Studying Phonon Transport: Phonon Hydrodynamics and Second Sound Oscillations
本研究探究超快电子漫散射(UEDS)中第二声的特征,通过密度泛函理论与玻尔兹曼输运方程模拟多输运区域的声子行为,证实UEDS可提取全布里渊区声子占据数,助力理解声子流体动力学输运。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted transport through double-dot Aharonov-Bohm interferometer in the Kondo regime
采用平均场从玻色子Kotliar-Ruckenstein方法,研究了电子-声子耦合对嵌入Aharonov-Bohm环中的一对强关联量子点输运的影响.结果表明,与声子的耦合打开了双占据区的输运能隙。低偏压电导和热电势提供了电子-声子耦合强度的信息。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical vibrating wire resonator for phonon spectroscopy in Helium
我们演示了如何建立一个振动弦共振器的声子激发液氦。谐振器被设计为一个纳米级的机械柔性梁加工出的半导体/金属混合。图中显示了在4.2 K时液态^4He中声子激发导致的100 MHz附近机械共振的猝灭。第一次测量工作的纳米谐振器在稀释的^3He/^4He在30 mK。
1999-12-02 cond-mat.mes-hall
Ferroelectricity-driven phonon Berry curvature and non-linear phonon Hall transports
Berry曲率(BC)控制着物质的拓扑相,并产生异常输运。当外加磁场时,声子可以通过自旋-晶格耦合间接地获得BC,导致线性声子霍尔效应。在这里,我们表明,极性晶格畸变直接耦合到一个声子BC偶极子,这将导致一个可切换的非线性声子霍尔效应。在SnS单层中,面内铁电性诱导声子BC并导致非易失性BC记忆效应的声子版本。作为一种新型的铁电-声子耦合,声子Rashba效应在倾斜Weyl声子模中产生并打开质量隙,导致大的声子BC偶极。此外,我们的从头算非平衡分子动力学模拟表明,非线性声子霍尔输运发生在一个可控的方式通过铁电开关。铁电性驱动的声子BC和相应的非线性声子输运为构造拓扑声子输运/存储器件提供了一种新的方案。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled electron and phonon transport in one-dimensional atomic junctions
采用非平衡格林函数方法,建立了一个全量子力学模型,研究了弱电子-声子相互作用下一维原子结中的电子-声子耦合输运.这个模型使我们能够在平等的基础上研究电子和声子的输运。我们导出了耦合的电子-声子系统的电流和能流以及它们之间的能量交换。作为应用,我们在保证能流守恒的自洽玻恩近似下研究了载流原子结中的热耗散。我们发现,声子输运的列入是重要的,在确定的散热和温度变化的原子结。
2007-04-05 cond-mat.mes-hall
Long-Range Phonon Spin Transport in Ferromagnet-Nonmagnetic Insulator Heterostructures
研究了绝缘铁磁-非磁-铁磁异质结构中声子自旋输运。我们表明,自旋和声子之间的磁弹性相互作用导致非局域自旋转移磁铁之间。这种转移是由本地声子自旋电流介导的,并伴随着声子自旋积累。自旋电导依赖于非平凡的系统大小,并衰减超过毫米长度尺度的实际材料参数,远远超过磁振子自旋电流的衰减长度。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall
Temperature and Gas-Environment Dependent Electron and Phonon Transport in Suspended Carbon Nanotubes Up to Electrical Breakdown
在250- 400 K温度范围内,研究了自由悬浮的金属单壁碳纳米管(SWNTs)在真空和不同气体中的高偏压下的电输运特性。利用自加热研究了单壁碳纳米管中声子输运和光学声子衰减的温度依赖性。在高温下,单壁碳纳米管的声学声子热导率遵循~1/T。悬浮纳米管中的非平衡光学声子效应随着环境温度的升高而减小。气体分子有助于热光学声子沿管长度的弛豫,并使增强的电流。在真空中,悬浮的单壁碳纳米管的高偏压击穿可以通过在低声学声子温度下由电发射的热光学声子引起的熔化而发生。
2005-07-20 cond-mat.mes-hall
First-principles calculations of phonon transport across a vacuum gap
声子输运通过分离本征硅晶体的真空间隙通过原子格林函数方法结合第一性原理计算的所有原子间的力常数预测。真空间隙中电子波函数的重叠在硅表面之间产生弱的共价相互作用,从而为声子创建路径。声子输运,占主导地位的声学模式,超过近场辐射的真空间隙小于1 nm。在这项工作中提出的基于第一性原理的方法是至关重要的,以准确地量化声子输运的极端近场传热的贡献。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall
Electron and phonon drag in thermoelectric transport through coherent molecular conductors
本文用非平衡格林函数方法研究了双电子、双声子共格分子导体的热电输运。我们专注于电子和声子之间的相互阻力运输作为“动量”转移的结果,这只发生在至少有两个声子自由度。在推导出线性阻力系数的表达式后,服从Onsager关系,我们进一步研究了它们对非平衡输运的影响。结果表明,拖曳效应与另外两种现象密切相关:(1)通过相干导体的绝热电荷泵;(2)电流诱导的非保守有效磁力对声子的作用。
2016-01-24 cond-mat.mes-hall
Transport properties of double quantum dots with electron-phonon coupling
我们研究了双量子点系统中的输运,其中每个量子点耦合到一个声子模。这样的系统可以实现,例如,使用悬浮的碳纳米管。我们发现,强的电子-声子耦合和点间隧穿之间的相互作用,可以导致一个负的微分电导偏置电压超过声子频率。各种运输性质进行了讨论,我们解释了在这个系统中发生的负微分电导的物理。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Nondiffusive thermal transport from micro/nanoscale sources producing nonthermal phonon populations exceeds Fourier heat conduction
我们研究非扩散的热输运声子在小距离内的玻尔兹曼输运方程(BTE)的框架内,并证明运输显着影响的声子源发射的分布。我们讨论了具有正弦空间轮廓的源以及三维高斯热点的稳态BTE的解析解,并提供了室温下单晶硅的数值结果。如果微/纳米级热源产生热声子分布,它会比热扩散方程预测的更热;然而,如果源主要产生具有长平均自由程的低频声学声子,它可能会比热方程预测的更冷,产生增强的热传输。
2017-10-04 cond-mat.mes-hall
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
Dissipative time-dependent quantum transport theory: quantum interference and phonon induced decoherence dynamics
利用运动方程方法结合小极化子变换,建立了强电子-声子相互作用的含时非弹性电子输运理论。在强耦合区考虑了电子-声子耦合耗散,验证了小极化子变换的正确性。建立了相应的运动方程,并用于研究分子结中的量子干涉效应和声子诱导退相干动力学。数值研究清楚地显示了输运电子通过两个与引线耦合不同的准简并态时的量子干涉效应。我们还发现,声子散射破坏了相位相干性,电子-声子相互作用可以抑制量子干涉。这表明在具有显著量子干涉效应的系统中,电子-声子相互作用的重要性。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Nonlocal hydrodynamic phonon transport in two-dimensional materials
我们研究了二维材料中的流体动力学声子热输运。从Callaway模型中的Peierls-Boltzmann方程出发,考虑弯曲声子的二次色散,导出了描述非局域流体动力学声子输运的二维类Guyer-Krumhansl方程.在除了Poiffille流,第二声传播,方程预测热流涡流和负非局部热导在二维材料中,常见的经典流体,但几乎没有考虑在声子输运。我们的结果也说明了普遍的流体动力学的输运行为,独立于准粒子的类型和它们的微观相互作用。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effects of impurity scattering on electron-phonon resonances in semiconductor superlattice high-field transport
采用非平衡格林函数方法模拟了半导体超晶格中的高场量子输运和电子-声子共振。弹性(杂质)散射的场依赖态密度的方法,可以适用于高和低电场的非微扰。I-V曲线,特别是电子-声子共振,计算处理的非弹性(LO声子)散射微扰。计算表明,强的杂质散射如何抑制I-V曲线中的电子-声子共振峰,以及它们对杂质的大小、强度和浓度的详细敏感性。
2003-03-14 cond-mat.mes-hall
Electron and phonon transport in twisted graphene nanoribbons
我们从理论上研究了石墨烯纳米带在扭转变形下的电学、热学和热电输运性质。建模遵循非平衡格林函数的方法在弹道输运制度,通过\textit{ab-initio}密度泛函理论和经验原子间势,分别描述的电气和声子性质。我们考虑两种不同类型的变形,一个连续的扭曲的一个给定的角度施加到纳米,和两个连续的扭曲施加在相反的角度方向。从空间分辨电子本征通道、极化相关声子传输和热电优值等方面对数值结果进行了分析。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall
Odd-even phonon transport effects in strained carbon atomic chains bridging graphene nanoribbon electrodes
基于第一性原理方法,我们研究了石墨烯纳米带之间伸展的有限单原子碳链的弹道声子输运性质,石墨烯纳米带是一种$sp$ - $sp^2$混合碳纳米结构,最近在其合成方面取得了显着的实验进展。我们发现,晶格热导与拉伸应变的偶数碳链,采用交替的键长聚炔配置的异常增加。另一方面,在奇数碳链的情况下,假设等键长的累积结构,声子电导随应变的增加而减小。我们发现,强奇-偶声子输运效应源于碳线的特征纵向声学声子模式及其相对于石墨烯纳米线声子模式的独特应变诱导红移。在这项工作中揭示的新的声子输运性质和它们的原子机制将为设计用于下一代电子、生物和能源器件应用的混合碳纳米结构提供有价值的指导。
2018-08-10 cond-mat.mes-hall
Quantifying the impact of phonon scattering on electrical and thermal transport in quantum dots
我们报告列入声子散射我们最近建立的数值包QmeQ运输量子点系统。这使得能够对各种设备进行简单的计算。作为例子,我们展示了(i)在双点结构中的传输,其中能量弛豫对于匹配能级之间的能量差是至关重要的,以及(ii)通过将冷电接触与量子点状态接触来产生电力,所述量子点状态受到加热声子的影响。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall
Topological Phononic Crystal on the Scale of Quasi-Ballistic Phonon Transport
本研究利用一维Su-Schrieffer-Heeger模型拓扑声子晶体,实验验证了准弹道声子输运尺度下的热行为与拓扑界面态理论预期一致,为波与扩散现象的统一控制铺平道路。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantifying phonon particle and wave transport in nanostructures--The unexpectedly strong particle effect in silicon nanophononic metamaterial with cross junction
了解纳米结构中的声子输运机制对于精细地定制热性质是非常重要的。通过不同的策略结合声子粒子和波效应,以前的研究已经在纳米结构中获得了超低的热导率。然而,声子粒子效应和波效应耦合在一起,即它们对声子输运的单独贡献无法计算。在这里,我们提出了如何量化粒子和波的声子输运的影响相结合的蒙特卡罗和原子的格林函数方法。我们将其应用到具有交叉结的一维硅纳米声子超材料中,在这种超材料中,波效应被认为是阻碍声子输运的主要调制器,而粒子效应则可以忽略不计。令人惊讶的是,我们发现,颗粒效应是相当显着的,以及可以贡献高达39%的总热导率降低。此外,颗粒效应并没有随着结构的截面面积(CSA)减小而减小很多,并且即使对于小至2.23 nm 2的CSA,仍然保持相当强。进一步通过减小结腿长度的声子传输分析也定性地证明了强粒子效应。结果突出了相互控制的粒子和波的特性的重要性,和方法来量化声子粒子和波的影响是非常重要的声子工程的纳米结构。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall
How Does van der Waals Confinement Enhance Phonon Transport?
范德华相互作用在物理学中普遍存在并发挥着重要作用。在这里,我们展示了原子尺度上vdW相互作用对声子输运的机制的研究,这将促进热管理和能量转换的发展。通常,vdW相互作用被认为是声子输运中的障碍。在这里,我们建议,vdW限制将增强声子输运。分子动力学模拟结果表明,vdW约束使聚乙烯单链和石墨烯纳米颗粒的热导率提高了2倍以上。通过形貌、局域vdW势能和动力学性质的定量分析,揭示了其物理机制。研究发现,受限的vdW势垒降低了原子的热位移,从而减少了声子散射,有利于热输运。我们的研究提供了一种新的策略来调节热传输。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall
Suppressing phonon transport in nanowires: a simple model for phonon-surface roughness interaction
抑制纳米线中的声子传播是实现高效热电器件的基本目标。最近的实验已经明确表明,表面粗糙度是一个关键因素,可以降低导热率远低于卡西米尔限制薄晶体硅纳米线。我们使用从实验研究中获得的见解来构建声子-表面粗糙度相互作用的简单易分析模型,该模型提供了对表面粗糙度对热导率的影响的更好的理论理解,这可能有助于设计更好的热电器件。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall
Probing phonon emission via hot carrier transport in suspended graphitic multilayers
我们研究热载流子输运下的磁场高达15 T的悬浮石墨多层膜通过微分电导(dI/dV)光谱。已经观察到明显的高能dI/dV异常,并表明与石墨中的固有声子发射过程有关。这种dI/dV异常在磁场下的演变被进一步理解为朗道能级间回旋共振-声子共振散射的结果。所观察到的磁声子效应不仅揭示了石墨系统中高电流传输的物理机制,而且为优化石墨纳米电子器件的性能提供了新的视角。
2011-08-08 cond-mat.mes-hall
Fractal non-Fermi liquids from moiré-Hofstadter phonons
我们从理论上探讨了晶格公度磁场中的二维云纹异质结构,作为非费米液体物理的典型模型的量子模拟的平台:费米表面耦合到波动的规范场。在这些莫尔-霍夫施塔特(MH)系统中,长波长声学声子与电子表现出类似于电子与二维规范场的奇异相互作用。这导致费米液体理论在低温下崩溃。我们表明,大莫尔单元单元尺寸,可调费米表面拓扑结构,并增强耦合层间滑动模式的组合,增强这些效果的许多数量级相比,散装晶体,将它们放置在实验范围内。虽然我们发现,渐近低温非费米液体制度仍然在令人望而却步的低温度下,可以观察到惊人的前体非费米液体签名,我们提出了表面声波衰减和量子振荡传输实验。我们还研究了MH声学极化子的运动,我们预测它表现出几何发散的有效质量和非常规的磁场标度的回旋共振频率和量子振荡幅度的标度。
2020-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of Enhanced Thermal Resistance Near Nanoscale Hotspots: Insights from Full-Dispersion-Resolved Phonon Transport in Silicon
本研究利用全声子色散模型的BTE发现,纳米尺度热点附近热阻增强并非源于长MFP本身,而是由不与光学模式直接散射的长MFP声子低比热导致局部温度梯度变陡所致。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in BN-encasulated graphene limited by remote phonon scattering
Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier(蒙彼利埃大学查尔斯·库隆实验室);Aix Marseille Univ, CNRS, CINaM, AMUTech(艾克斯马赛大学);University of Modena and Reggio Emilia(摩德纳和雷焦艾米利亚大学);Sapienza Università di Roma(罗马第一大学)
研究BN声子对封装石墨烯电导率的影响,结合高精度传输实验与第一性原理计算,揭示远程声子散射对150K至室温间电导率的主导作用。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall
Surface Polar Phonon Dominated Electron Transport in Graphene
利用蒙特卡罗模拟研究了表面极性声子对单层石墨烯电子输运性质的影响。具体而言,低场电子迁移率和饱和速度检查不同的衬底(SiC,SiO2和HfO2)相比,本征的情况下。虽然结果表明,低场迁移率可以通过引入表面极性声子散射大大降低,相应的退化的饱和速度没有观察到在室温下的所有三个基板。还发现,即使在低温下,表面极性声子也会影响石墨烯的电阻率,从而可能导致声学声子变形势常数的不准确估计。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Electronic transport through a local state linearly coupled to phonon modes
一个预解式的形式主义适用于问题的非弹性散射的电子线性耦合到一组声子模式。它示出了如何可以减少到一个单一的声子模式的描述,与其他方法的异质结构中的非弹性隧穿现象相一致的多声子模式耦合和激发。一个统一的连接是通过在气相中的分子和扫描隧道显微镜中的吸附物的电子隧穿的共振电子散射的现象。
2000-03-01 cond-mat.mes-hall
Extended Multi-Temperature Model for Electron--Phonon Coupling and Ultrafast Thermal Transport in Graphene
International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)(伊比利亚纳米技术国际实验室);Hangzhou Dianzi University(杭州电子科技大学)
本文提出扩展的多温度模型,用于研究石墨烯中电子-声子耦合及超快热输运,通过非扩散和非局部现象提升对热流和声子动力学的理解。
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Full Counting Statistics of Phonon Transport in Disordered Systems
在全计数统计(FCS)理论框架下的相干势近似(CPA)是研究无序系统中平均电导、散粒噪声和高阶累积量的一种合适方法。我们发展了一个类似的FCS-CPA形式的声子输运通过无序系统。作为副产品,我们得到了不同的声子电流累积系数之间的关系。我们应用FCS-CPA方法研究了石墨烯系统在无序情况下的声子输运性质。对于二元无序和Anderson无序,我们计算了直至$8$阶的声子传输矩,并证明了FCS-CPA方法的数值结果与蛮力方法的数值结果吻合得很好.测试结果表明,FCS-CPA方法的加速比达到了$20$倍以上。同时揭示了声子流累积量的集体特征。
2020-11-09 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Temporal Coherence Governs Heat Transport of Zone-Folded Phonons
Southwest Jiaotong University(西南交通大学);The University of Tokyo(东京大学);Ecole Polytechnique(巴黎综合理工学院);Tongji University(同济大学);Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学);Aix-Marseille Université(艾克斯-马赛大学)
研究从时间相干性角度探讨声子传输,发现区折叠声子的内在相干性主导超短周期超晶格的热传导增强,而Wigner传输方程对带折叠的影响较小。
2026-03-31 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
Influences of electron-phonon interaction on quantum transport through one quantum-dot system with side-coupled Majorana zero mode
研究了电子-声子相互作用对具有侧面耦合Majorana零模(MZM)的量子点系统输运性质的影响。计算结果表明,在零温度极限下,MZM控制的零偏压电导值可以被放大,这取决于电子-声子相互作用和点-MZM耦合之间的相互作用。在有限温度下,电子-声子相互作用对零偏压电导的抑制起主要作用。我们相信,这项工作可以帮助理解的电子输运通过介观电路的MZM的签名。
2019-05-07 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon scattering from Green's function transport combined with Molecular Dynamics: Applications to mobility predictions
我们提出了一个概念上简单的方法来处理电子-声子散射和声子有限迁移率。通过结合基于格林函数的传输计算和分子动力学(MD),我们得到了一个依赖于温度的传输,我们评估的流动性。我们验证我们的方法通过比较不同的散装和一维系统的玻尔兹曼输运方程(BTE)获得的迁移率和电导率。对于体硅和金,我们成功地与实验值进行比较。我们讨论的局限性和优势的计算方法。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall
Phonon transport in a one-dimensional harmonic chain with long-range interaction and mass disorder
原子质量和原子间相互作用是影响声子热传导的两个重要物理量。本文研究了原子间长程相互作用和质量无序对一维谐振子链中声子输运的影响。我们发现,LR相互作用降低了低频声子的传输,它通过抑制质量无序引起的局域化效应增强了高频声子的传输。因此,长程相互作用能够在高温状态或大尺寸状态下提高热导率,其中高频模式是重要的。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
Phonon-dominated energy transport in purely metallic heterostructures
我们使用超快X射线衍射来量化激光激发的纳米Au/Ni双层膜中的能量传输。Ni中的电子输运和有效的电子-声子耦合在几皮秒内将传导电子中的激光沉积能量转化为双层界面处热Ni和冷Au声子之间的强非平衡。随后的平衡动力学模型内的各种两个温度模型证实,对于金膜的热输运是占主导地位的声子,而不是传导电子,因为弱的电子-声子耦合在金。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimizing Thermal Transport in Graphene Nanoribbon Based on Phonon Resonance Hybridization
声子共振杂化作为调控纳米结构中热输运的一种重要方法,已成为声子工程领域的一个重要研究课题。在这项工作中,我们优化声子输运通过石墨烯纳米管,并获得最小化的热导通过设计柱纳米结构的基础上共振杂交。具体而言,热导的优化是通过原子格林函数和贝叶斯优化相结合来进行的。有趣的是,研究发现,对于柱撑结构,热导率随着柱撑结构数目的增加而非单调地减小,柱撑结构作为共振器被切断,阻碍了声子输运。进一步的模式分析和原子格林函数计算表明,这种反常的趋势源于在很宽的频率范围内声子透射率的降低。此外,考虑高阶声子散射,进行了非平衡分子动力学模拟,以验证结果。这一发现为纳米结构中声子输运的控制提供了新的见解。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononic thermal transport along graphene grain boundaries
我们发现,声子在石墨烯的热输运是不能免疫的晶界(GB)沿温度梯度的方向排列。非平衡态分子动力学模拟揭示了声子热导率($κ_p$)沿线性超窄晶界包括纵向重复的五边形-七边形位错的大幅减少。格林函数计算和谱能量密度分析表明,$κ_p$是周期性应变场的复杂表现,表现为具有漫反射和镜面声子反射的反射式衍射光栅,是声子-声子非谐散射源。我们的研究结果提供了新的见解的完整性的声子热输运GB石墨烯。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Phonon Lineshapes and Transport in Metallic Carbon Nanotubes under High Bias Voltage
我们计算了金属纳米管在高偏压下的电流-电压特性,结果表明,与大纳米管相比,短纳米管存在瓶颈。我们将此归因于热光学声子的声子-声子散射引起的低位声学声子的重新分布。解析地导出了电流-电压特性以及电子和声子分布函数,并以独立的方式得到了高偏压下由于电子-声子耦合引起的带心光学声子的频移和谱线展宽。我们得到了一个积极的频率偏移从零偏置偏移和光学声子模式在很高的电压没有扩大,与最近的实验。
2010-12-07 cond-mat.mes-hall
Observation of single phonon-mediated quantum transport in a silicon single-electron CMOS transistor by RMS noise analysis
我们探讨声子介导的量子输运通过商业CMOS晶体管的电子噪声特性。由于沟道中的单个杂质原子,该器件表现为单电子晶体管。一个低噪声低温CMOS跨导放大器被利用来执行低频率噪声特性的单电子,单施主和单声子制度的同时,否则通过标准的稳定性图不可见。单电子隧穿以及声子介导的功能出现在均方根噪声测量。声子是通过杂质原子的产生-复合现象以高频发射的。声子衰减与低频下的洛伦兹$1/f^2$噪声相关。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall
Correlated electron-phonon transport from molecular dynamics with quantum baths
基于紧束缚波函数振幅和晶格位移的广义量子朗之万方程,利用分子动力学(MD)精确求解了弹道体系中电子和声子的量子输运。电子-声子相互作用可以用准经典近似处理。可以研究电荷和能量传输及其相互作用。我们比较的MD结果与一个完全量子力学非平衡格林函数(NEGF)的方法的电子电流。我们发现,随着链长的增加,一维链中的电子传导发生了从弹道传导到扩散传导的转变。
2008-06-06 cond-mat.mes-hall
Quantum noise theory for phonon transport through nanostructures
我们发展了一种量子噪声方法来研究声子在纳米结构中的输运。作为声子通道的纳米结构连接到两个声子库。两个库之间的温度下降驱动声子通过通道传输。我们导出了一个量子朗之万方程(QLE)来描述声子输运与量子噪声起源于水库的热涨落。在马尔可夫近似下,利用量子线性方程(QLE)得到纳米结构的热导率$κ$,并研究了$κ$的有限尺寸效应。在这项研究中,量子噪声方法的优点在于,没有任何局部温度需要被定义为纳米结构在其非平衡态的事实。
2016-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Maximum propagation speed and Cherenkov effect in optical phonon transport through periodic molecular chains
研究周期性分子链中光学声子的弹道输运,基于声子发射/吸收的能量与动量守恒及寿命数值计算,提出群速度低于声速可抑制退相干,否则发生类切伦科夫声子发射。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph