Survey of Exciton-Phonon Sidebands by Magneto-optical Spectroscopy Using Highly Purified (6,5) Single-walled Carbon Nanotubes
本文首次报道了单壁碳纳米管(SWNTs)的激子-声子边带的高场磁光研究。声子边带的能量和强度与外加磁场无关。通过与理论计算结果的比较,我们证实了这些边带是由光禁戒的K-动量单重态激子产生的。这些K-动量暗激子的能量被提取为比明亮的零动量单重态激子高约21.5 meV,与最近的理论预测和实验确定的值密切一致。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall
Resonant Coherent Phonon Spectroscopy of Single-Walled Carbon Nanotubes
利用飞秒泵浦-探测光谱和脉冲整形技术,可以在具有特定手性的半导体单壁碳纳米管中产生和探测相干声子。当泵浦光子能量与带间激子共振重合时,信号被共振增强,并且对这些数据的分析提供了关于光吸收、声子产生和声子诱导的能带结构调制的手性依赖性的丰富信息。为了解释我们的实验结果,我们已经开发了一个微观理论的产生和检测的相干声子在单壁碳纳米管使用紧束缚模型的电子状态和价力场模型的声子。我们发现,相干声子振幅满足驱动项依赖于光激发载流子密度的受驱动振子方程。我们比较了我们的理论结果与实验结果的mod 2纳米管,发现我们的模型提供了令人满意的整体趋势的相干声子信号的相对强度内和不同的mod 2家庭之间。我们还发现mod 1纳米管中的相干声子强度比mod 2纳米管中的弱得多,这也与实验结果非常吻合。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall
Hot carrier dynamics and electron-optical phonon coupling in photoexcited graphene via time-resolved ultrabroadband terahertz spectroscopy
电子-电子相互作用是量子场论中狄拉克费米子对数重整化的重要来源。在热载流子和声子动力学中起着重要作用的电子-光学声子耦合(EPC)的重整化在石墨烯发现后得到了广泛的讨论。基于Boltzmann输运方程和综合温度模型,利用时间分辨超宽带太赫兹(THz)光谱技术结合数值模拟,研究了热载流子动力学和EPC强度.在高泵浦能量密度下,THz电导谱出现了较大的负光电导和非Drude行为,这是由热载流子分布和散射率随时间的变化引起的。通过对THz电导率谱和瞬态THz反射率随时间演化的拟合,我们成功地估计了$A_1^{\prime}$光学声子模在$\mathbf{K}$点附近的无量纲EPC矩阵元为$λ_{\mathbf{K}} \approx$ 0. 09,比重整化群的预测值稍大.
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Brillouin-Mandelstam Light Scattering Spectroscopy: Applications in Phononics and Spintronics
近年来,布里渊非弹性光散射光谱在研究新型材料、纳米结构和器件中的声子和磁振子方面得到了广泛的应用。由于仪器的发展和对元素激发能量的精确知识的强烈需求,布里渊-曼德尔谱正迅速成为拉曼非弹性光散射光谱的重要补充技术。我们提供了一个概述的布里渊光散射技术的最新进展,侧重于使用这种光子方法的调查限制声学声子,声子超材料,磁振子的传播和散射。该评论强调了新兴的应用布里渊-曼德尔散射光谱的声子工程结构和自旋电子器件,并总结了未来的发展方向。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Non-adiabatic exciton-phonon coupling in Raman spectroscopy of layered materials
我们提出了一个从头计算的共振拉曼强度的计算方法,包括激子和非绝热效应。我们的图解方法,我们适用于两个原型,半导体层状材料,允许声子介导的激子-激子散射的强度的影响进行了详细的分析。在块状六方氮化硼的情况下,这种散射导致不同激子共振之间的强量子干涉,相对于光学吸收光谱强烈地重新分布振子强度。在MoS $_2$的情况下,我们观察到量子干涉效应被激子的自旋轨道分裂抑制。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Exciton-phonon Bound Complex in Single-walled Carbon Nanotubes Revealed by High-field Magneto-optical Spectroscopy
高场磁光光谱进行了高度选择的手性(6,5)特定的单壁碳纳米管。当外加磁场高达52 T时,第一和第二子带的声子边带谱没有变化。我们的分析得出结论,在各自的子带的声子边带起源于暗K-动量单线态(D-K-S)激子。此外,虽然带边亮激子和它的零动量反键对应物之间的相对顺序被发现是相反的第一和第二子带,D-K-S激子和带边亮激子之间的相对顺序被澄清为是相同的两个子带。这些D-K-S激子的能量估计为~ 21.5和~ 37.3 meV以上的带边亮激子的第一和第二子带,分别。
2013-08-03 cond-mat.mes-hall
Magnetophonon spectroscopy of Dirac Fermion scattering by transverse and longitudinal acoustic phonons in graphene
最近观察到的磁声子共振在石墨烯的磁阻研究使用久保形式主义。这种分析提供了一个定量拟合的实验数据在很宽的范围内的载流子密度。它证明了由低能量横向声学(TA)模式声子的载流子散射的优势:磁声子共振振幅是显着强的TA模式比纵向声学(LA)模式。我们表明,LA和TA声子速度和电子-声子耦合强度确定的磁声子共振测量也提供了一个很好的拟合电阻率在零磁场在4-150 K的温度范围内的测量依赖性。石墨烯中磁声子共振的半经典描述示出的磁振荡周期对载流子密度的依赖性提供了一个简单的物理解释。讨论了量子计算与半经典模型的对应关系。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall
In-situ Raman Spectroscopy of the Graphene / Water Interface of a Solution-Gated Field Effect Transistor: Electron-Phonon Coupling and Spectroelectrochemistry
我们提出了一种新的测量方法,该方法结合了基于4 H-SiC(0001)上外延双层石墨烯的溶液门控场效应晶体管的电学特性与同步拉曼光谱。通过改变栅压,我们观察到了与共振电子-声子耦合有关的拉曼信号。对这些拉曼谱带的分析使得能够提取系统的几何电容和精确计算双层石墨烯的费米能级。有意应用更高的栅极电压使我们能够触发电化学反应,我们通过拉曼光谱原位跟踪。反应表现出部分可逆的字符,如指定的C-H和Si-H振动模式的峰的出现/消失,以及增加/减少的缺陷相关的拉曼D带强度所示。我们的设置提供了一个非常有趣的平台,为未来的光谱电化学研究电诱导吸附过程的石墨烯在微米尺度上。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall
Characterization of Carrier Cooling Bottleneck in Silicon Nanoparticles by Extreme Ultraviolet (XUV) Transient Absorption Spectroscopy
硅纳米颗粒有望通过产生“声子瓶颈”(理论上减慢热光学声子的冷却速率,从而降低热光学声子的冷却速率)来超越单结硅光伏的理论效率极限。材料中的载流子。为了验证硅纳米粒子中声子瓶颈的存在,需要在短时间尺度上同时解决电子和结构变化。在这里,极紫外瞬态吸收光谱被用来观察800 nm光激发,激发载流子的$0.35 \pm 0.03$ eV以上的$Δ_1$导带最小值的过剩能量的多晶硅纳米粒子的激发态电子和晶格动力学。纳米颗粒具有标称100 nm直径,晶粒尺寸为约16 nm。将所提取的纳米颗粒的载流子-声子和声子-声子弛豫时间与在类似载流子密度下的硅(100)单晶薄膜的载流子-声子和声子-声子弛豫时间进行比较(对于纳米颗粒为$2$ x $10^{19} cm^{-3}$,对于薄膜为$6$ x $10^{19} cm^{-3}$)。测量的多晶纳米颗粒的载流子-声子和声子-声子散射寿命分别为$870 \pm 40$ fs和$17.5 \pm 0.3$ ps,相对于硅薄膜的$195 \pm 20$ fs和$8.1 \pm 0.2$ ps。在纳米颗粒中观察到的降低的散射率与声子瓶颈假说一致。
2021-04-12 cond-mat.mes-hall
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
High Harmonic Spectroscopy Probes Lattice Dynamics
本文提出利用高次谐波光谱实时探测固体中电子-声子与非简谐声子-声子耦合及其弛豫动力学,结合理论计算与Gabor分析,实现了对相干声子位移及四声子散射过程的精确测量,为固体ab-initio计算提供了基准测试。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall
Probing the electron-phonon coupling in ozone-doped graphene by Raman spectroscopy
我们研究了臭氧处理对石墨烯的拉曼散射的影响。连续的臭氧短曝光周期导致增加的$p$掺杂水平,从2 $D$和$G$峰频率的蓝移推断,而不引入显著的无序。在整个曝光过程中,双声子2 $D$和2 $D'$的拉曼峰强度显著降低,而单声子G的拉曼峰强度保持不变。前者反映了光激发电子(空穴)的动力学,特别是电子-电子散射率随掺杂的增加。从2 $D$与2 $D$强度的比值(其随掺杂保持恒定),我们可以提取电子-声子耦合参数的比值。这个比例被发现独立的层数多达十层。此外,发现随着掺杂,2 $D$和2 $D'$强度的降低速率与石墨烯层数成反比地减慢,揭示了电子-电子碰撞概率的增加。
2010-05-13 cond-mat.mes-hall
Connecting electron and phonon spectroscopy data to consistently determine quasiparticle-phonon coupling on the surface of topological insulators
光电子能谱和声子能谱对拓扑绝缘体表面的电子-声子耦合常数λ的估计有很大的差异,即使是对于特定的材料和技术。我们连接这些实验的结果,通过确定狄拉克费米子准粒子光谱函数使用的信息从测量光谱的强相互作用,低洼的光学表面声子带。从耦合产生的显着的光谱特征被发现在能量标度< 1 meV的变化,是不同于传统的金属中的声学声子的情况下观察到的。我们探索不同的手段来确定λ从电子的角度来看,并确定定义,产生的值与声子光谱。
2013-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of low frequency confined acoustic phonons in silver nanoparticles: Terahertz time domain spectroscopy
利用太赫兹时域光谱技术研究了嵌在聚乙烯醇基体中的银纳米粒子在0.1 ~ 2.5THz的低频受限声子谱。介电函数的实部和虚部示出了归因于银纳米颗粒的球形和环形模式的0.60 THz和2.12 THz处的两个频带,从而证明了太赫兹时域光谱作为拉曼光谱的互补技术在表征纳米颗粒中的有用性。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multidimensional quasiballistic thermal transport in transient grating spectroscopy
瞬态光栅光谱学已经成为一种有用的技术来研究热声子输运,因为它能够进行热测量的长度尺度可比的声子平均自由程(MFP)。虽然一些先前的工作进行了准弹道热传导瞬态光栅的理论研究,分析方法要么被限制到一个空间维度或需要唯象拟合参数。在这里,我们分析准弹道输运在一个二维瞬态光栅实验中,其中热传导可以发生在和交叉平面,使用分析的玻尔兹曼方程的格林函数,我们最近报道,是免费的拟合参数。我们展示了一种方法,通过该方法可以从这些测量中提取声子MFP,从而扩展MFP光谱技术,使用瞬态光栅不透明的散装材料。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall
Point-contact spectroscopy of tantalum, molybdenum, and tungsten
用点接触光谱方法研究了超导过渡金属(Ta,Mo,W)中的电子-声子相互作用。得到的光谱进行了比较与模型密度的声子态$F(ω)$计算实验上的中子散射,并与隧道电子-声子相互作用函数$g(ω)$钽。适当的光谱之间的密切的协议获得Ta和Mo,而观察到的W,这是一个模糊的最大值,而不是两个预期的分离峰的点接触光谱的外观显着的差异。计算了多个点接触光谱$G(eV)$的绝对强度和电子-声子耦合常数$λ$。对于所有三种金属,所获得的值都大大低于预期值。这种分歧的可能原因进行了讨论。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Thermal conductivity of GeTe/Sb$_{2}$Te$_{3}$ superlattices measured by coherent phonon spectroscopy
利用飞秒相干声子谱研究了GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格的晶格热导率。在非晶和晶态GeTe/$_{2}$ SL薄膜中获得的时间分辨瞬态反射率在太赫兹(THz)频率下具有皮秒退相时间的相干$A_{1}$光学模式。基于德拜理论,我们计算了晶格热导率,包括晶界散射、点缺陷散射、umklapp过程和声子共振散射。结果表明,在非晶SL的热导率是较小的温度依赖性,归因于占主导地位的声子缺陷散射。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stimulated emission depletion spectroscopy of color centers in hexagonal boron nitride
我们演示了使用受激发射耗尽(STED)光谱映射的电子光学声子边带的基态的辐射跃迁的六方氮化硼中的色心在2.0-2.2 eV的发射,与面内线性偏振。的测量相比,光致发光的激发(PLE)光谱,映射的电子-光学-声子边带的激发态。主要的质的区别是红移的纵向光学声子峰与$E_{1u}$对称性在区中心。我们认为,这是一致的,最近的研究结果为碳基线缺陷与混合物的能量相似的激发态。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall
Raman Spectroscopy of Electrochemically-Gated Graphene Transistors: Geometrical Capacitance, Electron-Phonon, Electron-Electron, and Electron-Defect Scattering
我们报告了一个全面的电化学门控石墨烯场效应晶体管的显微拉曼散射研究。电化学顶栅的几何电容从双门控拉曼测量准确地确定,允许石墨烯的主要拉曼特征的频率、线宽和积分强度的定量分析。观察到的G模声子的反常行为与理论预测非常一致,并提供了一个测量的电子-声子耦合常数的带中心($Γ$点)光学声子。此外,随着掺杂的增加,2D模特征的积分强度降低,使得确定近区边缘(K和K'点)光学声子的电子-声子耦合常数成为可能。我们发现在$Γ$处的电子-声子耦合强度比在K(K ')处弱五倍,与共振谷内(2D')和谷间(2D)拉曼特征的积分强度的比率的直接测量非常一致。我们还表明,电化学反应,发生在大的栅极偏置,可以利用有效地创建石墨烯中的缺陷,浓度高达约$1.4\times 10^{12}~\rm cm^{-2}$。在这样的缺陷浓度,我们估计,电子缺陷散射率仍然远小于电子声子散射率。掺杂后的G-和2D-模式的功能的演变仍然不受缺陷的存在和D模式的掺杂依赖性密切遵循其双声子(2D模式)泛音。最后,G-模式声子的线宽和频率以及掺杂石墨烯中的G-和2D-模式声子的频率遵循可用于精确估计载流子密度的样品无关相关性。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in potassium-doped graphene: Angle-resolved photoemission spectroscopy
利用角分辨光电子能谱研究了Ir(111)衬底上钾掺杂石墨烯中费米能级附近π * 带的重正化过程。重整化被发现是相当弱的,几乎是各向同性的,与K-M和K-G方向的质量增强参数λ = 0.28(6)。这些结果与最近的第一性原理计算吻合得很好。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Four-dimensional Vibrational Spectroscopy for Nanoscale Mapping of Phonon Dispersion in BN Nanotubes
直接测量单个纳米结构中的局部声子色散可以极大地促进我们对其电学、热学和力学性质的理解。然而,这样的实验测量需要极高的探测灵敏度和组合的空间,能量和动量分辨率,因此一直是难以捉摸的。在这里,我们开发了一种基于单色扫描透射电子显微镜(STEM)的四维电子能量损失谱(4D-EELS)技术,并提出了在单个氮化硼纳米管(BNNT)的位置依赖的声子色散测量。我们的测量结果表明,多壁BNNT晶体的非折叠声子色散与六方氮化硼(h-BN)晶体接近,表明层间耦合和弯曲的几何形状对声子色散没有实质性的影响。我们还发现,声学声子是非常敏感的动量相关的缺陷散射,而光学声子是不太敏感。这项工作不仅提供了有益的见解BNNT的振动特性,但也展示了发展的4D-EELS技术在纳米声子色散测量的巨大前景。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailored nanoscale plasmon-enhanced vibrational electron spectroscopy
振动光谱可以通过表面等离子体增强,以达到分子大小的检测和表征极限。增强的水平在很大程度上取决于样品的微观细节,这些细节通常被宏观技术错过。在这里,我们调查声子在h-BN通过耦合到银纳米线等离子体激元,其能量是通过修改纳米线长度调谐。具体来说,我们使用电子束铣削准确地和迭代地改变纳米线的长度,然后通过电子能量损失谱揭示等离子体增强的振动特性的h-BN。这使我们能够调查,否则隐藏的体声子和观察强等离子体声子耦合。新的研磨和光谱技术具有很大的潜力,解决材料纳米结构的振动特征。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall
Probing electronic lifetimes and phonon anharmonicities in high-quality chemical vapor deposited graphene by magneto-Raman spectroscopy
我们提出了一个高品质的单层石墨烯生长的化学气相沉积(CVD)是完全封装在六方氮化硼通过干转移技术的磁拉曼研究。通过分析拉曼D、G和2D峰,我们发现样品的结构质量与最先进的剥离的石墨烯薄片相当。从B场相关的拉曼测量,我们提取的G峰的展宽和相关的寿命由于非谐波效应。此外,我们确定的衰减宽度和寿命的朗道能级(LL)的磁-声子共振跃迁作为激光功率的函数。在低激光功率下,我们发现最小衰减宽度为140 1/cm,凸显了CVD生长石墨烯的高电子质量。在较高的激光功率下,我们观察到LL衰减宽度的增加导致饱和,相应的寿命在18 fs的最小值处饱和。
2015-11-29 cond-mat.mes-hall
Spectroscopy of phonons and spin torques in magnetic point contacts
利用声子谱研究了铁磁/铁磁(N/F)点接触中电流感生自旋力矩的机制。在点接触的磁导中观察到的磁化激发对于扩散接触和热接触是显著的,其中电子在接触区域中经历显著的散射。我们在高弹道接触中没有发现磁激励。我们的结果表明,N/F界面处的杂质散射是新的单界面自旋矩效应的起源。
2005-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene Enhanced Resonant Raman Spectroscopy of Gallium Nitride Nanocrystals
本研究利用石墨烯增强GaN纳米晶的共振拉曼散射,揭示激子-声子耦合增强源于电子转移,获得清晰的4阶声子泛频,为纳米材料表征及光电器件开发提供新途径。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall
Coherent phonon-magnon interactions detected by micro-focused Brillouin light scattering spectroscopy
本文利用微聚焦布里渊光散射光谱在CoFeB/LiNbO₃体系中空间分辨地研究了表面声波与自旋波的相干磁弹耦合,并通过声子湮灭和磁振子激发的空间成像及SAW振幅随磁场衰减表征了耦合效率。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Energy relaxation during hot-exciton transport in quantum wells: Direct observation by spatially resolved phonon-sideband spectroscopy
利用固体浸没透镜增强空间分辨率的显微光致发光研究了ZnSe量子阱中激子在实空间输运过程中的能量弛豫。直接测量了源于热激子的LO声子辅助复合的LO声子边带的空间演化。通过计算LO声子辅助的复合几率,我们得到了激子的非热能量分布,并直接观察到热激子在输运过程中的能量弛豫。我们发现激子在几微米的长度尺度上的传输过程中保持热。因此,这种规模的激子输运不能用经典扩散来描述。
2002-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charged-phonon theory and Fano effect in the optical spectroscopy of bilayer graphene
自发现以来,石墨烯系统代表了探索特殊量子效应出现的特殊游乐场。本论文的重点是在双层石墨烯的光学光谱中的强红外声子共振的异常外观,并在其显着的Fano样的不对称性,都可调的门控设备。通过开发一个完整的微观多体方法的光学声子响应,我们解释了如何这两种效果可以定量占电子和声子激发的量子干涉。我们发现,声子模式借用一个大的偶极子强度从电子背景,所谓的荷电声子效应,并在同一时间与它的干扰,导致一个典型的Fano响应。我们的方法允许一个解开正确的选择规则,控制两个(对称和反对称)相关的声子模式的相对重要性的掺杂和/或在双层石墨烯的间隙的不同值。最后,我们讨论了相同的理论方案的拉曼光谱的扩展,解释拉曼声子谱上的相同的功能的缺乏。除了在解释石墨烯系统中现有的实验数据方面取得的显著成功外,本理论方法还为在各种其他系统中微观理解Fano样特征提供了一个通用方案。
2012-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-temperature phonons in h-BN: momentum-resolved vibrational spectroscopy and theory
本研究利用动量分辨振动光谱在300至1300 K下观测h-BN声子能量位移及Umklapp过程,并通过密度泛函理论计算揭示其机制。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing phonon-driven symmetry alterations in graphene via high-harmonic spectroscopy
高次谐波光谱已成为探测固体中各种超快电子过程的重要组成部分。尽管它的巨大的重要性,高次谐波光谱的灵敏度声子动力学在固体中并不为人所知。这项工作解决了这个关键问题,并证明了高谐波光谱在探测固体中相互交织的声子-电子动力学的潜力。泵浦脉冲激发单层石墨烯中的面内光学声子模式,并且采用圆偏振脉冲来探测产生高阶谐波的激发声子动力学。我们发现,相干声子动力学改变了石墨烯与探测脉冲的动力学对称性,并导致了量子禁戒谐波的产生。此外,作为相干动力学的结果,产生与突出的谐波峰相关联的边带。研究发现,声子模的对称性和特征时间尺度决定了这些边带的偏振和位置。目前的工作开辟了一条途径,在时间分辨探测声子驱动的过程和动力学对称性的固体与子周期的时间分辨率。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlative electron and light spectroscopy of strongly-coupled mid-infrared plasmon and phonon polaritons
在凝聚态物质中控制和改变红外激发的能力是基础和应用的兴趣。在这里,我们探讨了一个系统,支持低能量的激发,特别是中红外局域等离子体激元模式和声子极化激元被调谐到强耦合。我们使用远场红外光谱,国家的最先进的单色电子能量损失谱,数值模拟和解析建模的耦合模式进行研究。我们表明,电子探针有利于精确表征的极化激元构成的耦合系统,并能够在频率和空间的耦合和由此产生的样品响应的主动控制。我们的工作建立了一个严格的描述中观察到的光谱特征的光和本地化的电子为基础的光谱,这可以扩展到类似的光学系统与热管理中的应用,和电磁场集中或纳米聚焦。
2021-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Novel Electron-Phonon Relaxation Pathway in Graphite Revealed by Time-Resolved Raman Scattering and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
光激发电子-空穴对的时间动力学对于许多技术,特别是太阳能电池是重要的。我们结合超快泵浦-探测拉曼散射和光电子能谱直接跟踪电子-空穴激发以及石墨中的G-声子在强激光脉冲激发后。已知该声子相对强地耦合到电子。互相关的有效电子和声子温度的地方新的约束基于模型的拟合。公认的双温度模型预测,G-声子人口应开始增加,尽快激发电子空穴对的创建和增加的速度不应该强烈依赖于泵注量。相反,我们发现,G-声子人口的增加发生延迟$\sim$ 65 fs。这种时间延迟也被证明是所谓的G声子的自泵浦的情况下。它随泵浦能量密度的增加而减小。我们发现,这些观察意味着一个新的弛豫路径:而不是热载流子直接转移能量到G-声子,能量首先转移到附近的带边界K-点的光学声子,然后通过声子-声子散射衰减到G-声子。我们的工作表明,声子-声子相互作用必须包括在任何计算的热载流子弛豫的光吸收剂,即使只考虑很短的时间尺度。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of magneto-phonon resonances in Graphene and Graphite
当朗道能级之间的能量间隔被连续调谐以跨越光学声子模式的能量时,磁-声子共振或MPR发生在半导体材料中。MPR已在体半导体、二维系统和量子点中被大量探索。近年来,人们对石墨烯中Dirac费米子磁激子的MPR相互作用产生了极大的兴趣,并在理论上提出和实验上观察到了偶宇称E2 g长波光学声子模的丰富的分裂和反交叉现象。已发现MPR关键地取决于石墨烯层中的无序。这一特性为研究原子层中无序和相互作用之间的相互作用创造了新的场所。我们在这里回顾MRP在石墨烯的基本原理和实验拉曼散射工程,导致这些现象在石墨烯和石墨的观察。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast spectroscopy of propagating coherent acoustic phonons in GaN/InGaN heterostructures
我们发现,大振幅,相干声学声子波包可以产生和检测在$_x$ Ga $_{1-x}$ N/GAN外延层和异质结构在飞秒泵浦探测差分反射率实验。相干声子的振幅随着铟分数$x$的增加而增加,并且与其他相干声子振荡不同,\textit{amplitude}和\textit{period}都是激光探针能量的强函数。当波包到达表面下方的GaN-蓝宝石界面时,振荡的幅度基本上且几乎瞬间减小,这表明声子波包对于表面下方的成像是有用的。提出了一个理论模型,该模型与实验符合得很好,并有助于推导声子波包的强度。我们的模型表明,局域相干声子波包产生的飞秒泵浦激光在外延层的表面附近。然后,波包通过GAN层传播,主要通过Franz-Keldysh效应改变局部折射率,从而调制探测光束的反射率。我们的模型正确地预测了实验依赖于探针波长以及外延层厚度。
2003-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interaction in Ternary Rare-Earth Copper Antimonides LaCuSb2 and La(Cu0.8Ag0.2)Sb2 probed by Yanson Point-Contact Spectroscopy
用Yanson点接触光谱(PCS)研究了LaCuSb_2和La(Cu_(0.8)Ag_(0.2))Sb_2化合物中的电子-声子相互作用(EPI)。点接触光谱在EPI引起的10 ~ 20 mV范围内显示明显的宽最大值。该最大值位置的变化可能与这些层状化合物中的各向异性声子谱有关。声子功能的主要最大值后的情况下,允许德拜能量约40毫电子伏的评估。LaCuSb 2化合物的EPI常数估计为λ=0.2+/-0.03。在点接触条件下,后者的微分电阻出现零偏最小值,在6 K左右消失,表明点接触条件下形成了超导相,而块状样品的超导临界温度仅为1 K。
2017-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Femtosecond Laser-induced Crystallization of Amorphous Sb2Te3 film and Coherent Phonon Spectroscopy Characterization and Optical Injection of Electron Spins
采用飞秒激光辐照晶化技术将非晶Sb_2Te_3薄膜转变为晶化薄膜。利用高灵敏度的相干声子谱(CPS)技术研究了非晶Sb_2Te_3薄膜在辐照后的晶化过程。CPS揭示了对应于晶体Sb 2 Te 3的特征声子模式的两个声子模式的振动强度,随着激光照射能量密度(LIF)的增加而增强,显示出LIF的结晶度的上升,并且飞秒激光照射是一种良好的后处理技术。利用时间分辨圆偏振泵浦-探测光谱研究了激光诱导晶化Sb_2Te_3薄膜的电子自旋弛豫动力学。实验结果证实了自旋相关的光学跃迁选择定则的有效性和基于自旋光栅的类Sb 2 Te 3拓扑绝缘体自旋等离激元集体模瞬态光学探测方案的可行性.
2011-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonequilibrium Electron Dynamics In Pump-Probe Spectroscopy: Role Of Excited Phonon Populations
我们研究了激发声子布居的非平衡电子的弛豫率使用非平衡格林函数形式主义的作用。声子性质的瞬态修改占自洽解决电子和声子格林函数的戴森方程。泵浦引起的变化表现在电子和声子谱函数。我们发现,激发态声子布居抑制非平衡电子的衰减率,由于增强声子吸收。声子占据的增加也将非平衡衰变率和平衡散射率分开。的衰减率被发现是时间依赖性的,这是说明在实验观察到的光激发$\mathrm{Bi}_{1.5}\mathrm{Sb}_{0.5} \mathrm{Te}_{1.7}\mathrm{Se}_{1.3}$的人口衰减。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theory of phonon spectroscopy with the quantum twisting microscope
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Yale University(耶鲁大学);Imdea Nanoscience(Imdea纳米科学研究所);Donostia International Physics Center(多诺斯蒂亚国际物理中心);Freie Universität Berlin(柏林自由大学)
该研究提出利用量子扭转显微镜探测二维材料声子色散关系及电子-声子耦合强度的理论方法。
2024-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Properties of Shape-Engineered Phoxonic Crystals: Brillouin-Mandelstam Spectroscopy and Ellipsometry Study
我们报告的结果,布里渊-曼德尔散射光谱和米勒矩阵光谱椭圆偏振的纳米级的“柱与帽子”周期性硅结构,揭示有趣的声子和光子特性。理论上已经表明,具有适当调谐尺寸的周期性结构可以同时充当声子晶体和光子-光子晶体,强烈影响光-物质相互作用。声学声子状态可以通过外部边界来调谐,这是由于单个纳米结构中的声子限制效应,或者是由于人工诱导的外部周期性,如在声子晶体中。纳米级柱阵列的形状被设计成确保两种效果的相互作用。布里渊-曼德尔谱数据表明,在2 GHz至20 GHz的频率范围内的声学声子色散和声子波矢延伸到高阶布里渊区的强烈平坦化。声子色散依赖于柱阵列取向的细节表明声学声子的周期性调制和空间局部化效应的存在。椭圆偏振数据揭示了由于柱阵列的纳米级周期性而导致的四重对称的明显散射图案。我们的结果证实了纳米结构形状工程结构的双重功能,并指出了下一代光子、光电子和声子器件中微调光与物质相互作用的可能新方向。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.app-ph
Giant Phonon-induced Conductance in Scanning Tunneling Spectroscopy of Gate-tunable Graphene
石墨烯的蜂窝晶格是一个独特的二维(2D)系统,其中电子的量子力学等效于相对论狄拉克费米子的量子力学。新的纳米尺度的行为,在这种材料中,包括电子散射,自旋为基础的现象,和集体激发,预计是敏感的载流子密度。为了探测石墨烯中的局部载流子密度相关性质,我们对配备有可调背栅电极的机械切割石墨烯薄片器件进行了原子分辨扫描隧道光谱测量。我们在石墨烯隧穿谱中观察到了一个意想不到的类似间隙的特征,它与石墨烯的电子密度无关,仍然固定在费米能级(E_F)上。这个能隙的产生是由于电子隧穿到E_F附近的石墨烯态受到抑制,同时由于声子介导的非弹性通道,电子隧穿在更高能量下得到了巨大的增强。声子因此充当控制石墨烯中隧穿电子流动的“闸门”。这项工作揭示了重要的新的隧穿过程中的栅极可调石墨层。
2008-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of polarized tip-enhanced Raman spectroscopy in the enhancement of interface optical phonon modes in AlGaN multi-quantum wells
基于第III族氮化物的二维多量子阱(MQW)纳米结构在可见光到紫外光光源中具有显著的应用。利用针尖增强拉曼光谱(TERS)研究了c轴取向超晶格[Al 0.35Ga 0.65N(~ 1.75nm)/Al 0.55Ga 0.45N(~2nm)]20多量子阱中的界面光学(IFO)声子模。在环境条件下使用TERS探针与直径约200 nm的Au球形纳米颗粒进行近场研究,显示拉曼强度增强约两到三个数量级。属于E1对称[IFO(E1)]垂直于c轴的MQW振动的界面声子模式似乎是更突出的TERS测量的情况下相比,为其他界面声子模式的A1对称。利用TERS探针激发的极化电磁场产生的平行于MQW界面平面的受限电场,对IFO(E1)声子模的等离子体增强负责。使用时域有限差分模拟验证了限制。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant Excitation of Graphene K-Phonon and Intra-Landau-Level Excitons in Magneto-Optical Spectroscopy
在高达32 T的磁场中对一系列多层外延石墨烯样品进行了精确的红外磁透射实验。当入射光子能量与最低朗道能级分离和K点光学声子能量共振时,我们观察到了主回旋跃迁的光谱特征和加宽的变化。我们已经开发了一个理论,解释和定量再现的频率和磁场的依赖性的现象,作为一个光子的吸收连同同时创建一个谷间,内朗道能级激子,和一个K声子。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Near-field infrared nano-spectroscopy of surface phonon-polariton resonances
我们提出了在纳米尺度上的光-物质相互作用的实验和数值计算相结合的工作。我们报告新的近场红外纳米光谱的数值模拟,考虑,第一次,详细的尖端几何形状,没有自由参数。我们的研究结果相匹配的振幅和相位测量的光谱形状,即使是强共振表面声子极化激元(SPhP)模式。他们还首次验证了已发表的绝对散射振幅。一种新型的超宽带光源,使近场振幅和相位采集到远红外光谱范围。这使我们能够发现一个强大的SPhP共振在极性介质SrTiO 3(STO)在约24微米波长的入射光。
2020-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Probing enhanced electron-phonon coupling in graphene by infrared resonance Raman spectroscopy
本文利用低至1.16 eV激发能量的红外共振拉曼光谱,发现石墨烯中2D与2D′峰强度比相对石墨巨幅增加,并结合第一性原理计算将其归因于动量依赖的电子-声子耦合增强,对二维狄拉克系统及石墨烯室温器件输运建模具有重要意义。
2025-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Kohn Anomaly in Raman Spectroscopy of Single Wall Carbon Nanotubes
从理论上评述了“金属”单壁碳纳米管中$Γ$点光学模(包括纵光学模、横光学模和径向呼吸模)的声子软化现象。本文主要研究了弯曲诱导的微能隙对声子软化的影响,声子软化取决于纳米管的费米能级和手性。我们采用了一个具有形变诱导规范场的有效质量模型,这为我们讨论曲率效应和电子-声子相互作用提供了一个统一的途径。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Harmonic Spectroscopy of Coherent Lattice Dynamics in Graphene
固体的高次谐波光谱学是一种强有力的工具,它提供了对固体的电子结构和超快电子响应的访问,从它们的能带结构和态密度,到相变,包括拓扑边缘态的出现,到PetaHertz电子响应。然而,尽管取得了这些成功,高次谐波光谱几乎没有被应用到分析相干飞秒晶格振动的作用,在阿秒电子响应。在这里,我们研究了单层石墨烯中的相干声子激发,以展示如何使用高次谐波光谱来检测相干晶格动力学,特别是纵向和横向光学声子模式对电子响应的影响。面内声子模的相干激发导致在所发射的谐波辐射的光谱中出现边带。我们表明,光谱位置和边带发射的偏振提供了一个敏感的探头与激发声子模式的动力学对称性。我们的工作带来了高次谐波光谱学的关键优势-亚飞秒到几十飞秒的时间分辨率的组合-探测声子驱动的电子响应及其对固体动力学对称性的依赖性的问题。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Spectroscopy of phonon-coupled integer and fractional Chern insulators: emergence of polarons and chirality deficit of graviton mode
The University of Hong Kong(香港大学);Universit́e Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学)
本文通过密度矩阵重整化群研究平带Haldane模型与Holstein声子耦合,发现声子将激子和磁旋子修饰为极化子模式,其软化预示电荷序,并增强引力子手征性亏损,为CI和FCI的不稳定性提供统一激发图像。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
How to read out the phonon number statistics via resonance fluorescence spectroscopy of a single-photon emitter
本文研究如何利用单光子发射体的共振荧光光谱读取声子数统计,提出两种解决读取误差的方法。
2023-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Raman spectroscopy of van der Waals topological magnet GdGaI
The University of Osaka(大阪大学);The University of Tokyo(东京大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University(冲绳科学技术大学院大学);National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
研究范德华化合物GdGaI,结合对称性分析与密度泛函理论计算识别拉曼活性声子,通过光谱实验及分析揭示其晶格特性、磁场下圆二色性及与自旋 - 声子耦合关系,突出其在相关研究中的前景及圆偏振拉曼的探测作用。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature and magnetic field dependent $g$-factors in electron spin resonance spectroscopy
本文提出电子-声子耦合(源自自旋轨道耦合)使电子自旋共振的$g$因子产生温度依赖,并预测低温下$g$因子对磁场有非平凡依赖,极低温影响需实验验证。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el