Tuning a Resonance in the Fock Space: Optimization of Phonon Emission in a Resonant Tunneling Device
双势垒共振隧穿器件中的声子辅助隧穿可以看作是电子-声子Fock空间中的共振，其由所施加的电压调谐。我们表明，几何参数可以诱导在这个空间中的对称性条件，可以强烈增强纵向光学声子的发射。对于具有薄发射极势垒的器件，这通过较宽的集电极势垒来实现。
2001-11-06 cond-mat.mes-hall
Theory of Thermal Relaxation of Electrons in Semiconductors
我们计算的瞬态动力学的声子接触高能量的“热”载流子在12极性和非极性半导体，使用第一性原理玻尔兹曼输运框架。对于大多数材料，我们发现，在电子温度的衰减偏离显着从一个单指数模型的时间范围从1 ps到15 ps后的电子激发，伴随着非热振动模式的出现的现象。我们证明，这些效应是由于声子子系统内的缓慢热化造成的，这是由这些材料中电子-声子和声子-声子相互作用的时间尺度的巨大不均匀性引起的。我们提出了一个广义的2-温度模型占声子热化作为限制步骤的电子-声子热化，它捕捉到了半导体中的热电子和空穴的全部热弛豫。我们的研究结果的一个直接后果是，对于半导体，关于电子-声子和声子-声子耦合的光谱分布的信息可以从电子温度的多指数行为中提取。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Phonons-Driven Hot Carrier Effect in a Superlattice Solar Cell
本文从理论上研究了极性半导体超晶格太阳能电池中相干纵光学声子对载流子热化的影响，发现相干声子能削弱电子-声子耦合、降低热化功率，从而增强热载流子效应并提升电池性能。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon-assisted carrier cooling in h-BN/graphene van der Waals heterostructures
作为超薄导体-绝缘体结应用于光电子器件中，需要详细研究h-BN和石墨烯究竟如何杂化。在这里，我们提出了一个全面的从头算研究的热载流子动力学的电子-声子散射在h-BN/石墨烯界面，使用石墨（散装），单层和双层石墨烯作为基准材料。与单层石墨烯相反，所有多层结构都具有促进载流子热化的低能光学声子模式。我们发现，h-BN/石墨烯界面代表了一个例外，低能光学声子和电子之间的耦合相对较弱。因此，从石墨烯已知的热化瓶颈效应在与h-BN的杂交中幸存下来，但在考虑的所有其他双层和多层情况下大大减少。此外，我们还表明，与石墨相比，双层石墨烯中的量子限制对热化时间没有显着影响，因此双层石墨烯可以作为体相对应物的极小模型。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced long-lasting nonequilibrium in the electron system of a laser-excited solid
激光激发固体中的电子-电子热化和电子-声子弛豫过程通常被假定发生在不同的时间尺度上。这对于金属中的大多数导带电子都是正确的。然而，电子-声子相互作用可以影响激发电子的热化过程。我们研究的情况下，贵金属的一组完整的玻尔兹曼碰撞积分的帮助下，潜在的散射机制的相互作用。我们追踪了铜中的瞬态电子分布及其与费米-狄拉克分布的偏差，由于超短激光脉冲的激发。我们研究了用波长为800 nm、脉宽为10 fs的超短激光脉冲激发后电子不平衡的不同阶段。我们的计算表明，强烈的非平衡过程中，并直接结束后的激光脉冲。随后，我们发现大多数电子的快速热化。令人惊讶的是，我们观察到一个持久的非平衡，这可以归因于电子-声子散射。这种非平衡建立在电子态密度峰值附近的能量上，并在电子-声子能量弛豫的时间尺度上持续存在。它反过来影响电子-声子耦合强度。
2018-11-28 cond-mat.mes-hall
Carrier thermalization dynamics in single Zincblende and Wurtzite InP nanowires
利用瞬态瑞利散射（TRS）测量，我们获得了具有皮秒分辨率的氧化锌（ZB）和纤锌矿（WZ）InP单纳米线（NW）的光激发载流子热化动力学。基于直接带-带跃迁理论建立了一个唯象拟合模型，从具有复杂价带结构的单根纳米线的TRS测量中提取电子-空穴-等离子体密度和温度随时间的函数关系。我们发现，热化动力学的热载流子强烈依赖于材料（GaAs NW与InP NW）和不太强烈的晶体结构（ZB与WZ）。ZB和WZ InP纳米线的热化动力学相似。但是，ZB和WZ InP纳米线与ZB GaAs纳米线的热化动力学的比较显示，InP纳米线的弛豫慢了一个数量级以上。我们解释这些结果反映了它们独特的声子能带结构，导致不同的热声子效应。热载流子热化动力学知识是将纳米线材料有效地结合到电子器件中的重要组成部分。
2014-10-31 cond-mat.mes-hall
Thermalization of photoexcited carriers in two-dimensional transition metal dichalcogenides and internal quantum efficiency of van der Waals heterostructures
范德华半导体异质结构可以成为下一代光电和光伏器件中利用热光激发载流子的平台。热载流子器件的内量子效率取决于光生载流子提取率和热化率之间的关系。利用\textit{ab-initio}方法，我们证明了单层过渡金属二硫属化物的光生载流子热化时间强烈地依赖于声子谱和电子自旋轨道耦合的特性。详细地说，在价带中提升的自旋简并抑制了声学声子上的空穴散射，与电子相比，将空穴的热化减慢了一个数量级。此外，在MoS $_2$和WSe $_2$中，空穴热化时间表现不同，因为在这些看似相似的材料中自旋轨道相互作用不同。我们预测隧穿范德华半导体异质结构的内部量子效率定性地取决于是否使用MoS $_2$或WSe $_2$。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signature of Many-Body Localization of Phonons in Strongly Disordered Superlattices
多体局域化（MBL）由于其对热化的免疫性、在对数纠缠熵增长中的作用以及达到奇异量子阶的机会而引起了人们的极大关注。然而，在固态系统中实验实现MBL仍然具有挑战性。在这里，我们报告的证据可能声子MBL相在无序GaAs/AlAs超晶格。通过掠入射非弹性X射线散射，我们观察到一个强烈的偏离的声子人口从平衡在低温下掺杂铒砷纳米点的样品，从热化偏离。这种行为发生在有限的声子能量和波矢窗口，表明局域化热化交叉。我们支持我们的观察，提出了一个理论模型的有效声子哈密顿在无序超晶格，并表明它可以精确地映射到一个无序的一维玻色-哈伯德模型与一个已知的MBL相位。我们的工作提供了动量分辨声子局域化的实验证据，将MBL的范围扩展到无序固态系统。
2021-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resolving Phonon Fock States in a Multimode Cavity with a Double-Slit Qubit
我们求解了耦合到多模声腔中的超导量子比特的声子数态。这种分辨率的关键是量子位-声子相互作用中的尖锐频率依赖性，该相互作用是通过将量子位耦合到由$\sim40$声波波长分开的两个位置的表面声波来设计的。类似于双缝衍射，由此产生的自干涉在量子比特-声子相互作用中产生高对比度的频率结构。我们观察到这种频率结构的耦合率多腔模式和量子位自发发射率到无约束模式。我们使用这种尖锐的频率结构，通过将量子比特调谐到相消干涉的频率来解析单个声子，其中所有的声学相互作用都是色散的。通过激发几个失谐但强耦合的声子模式和测量所产生的量子比特谱，我们观察到，对于两种模式，该设备进入强色散制度，其中单个声子的光谱解析。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum simulation of the Anderson Hamiltonian with an array of coupled nanoresonators: delocalization and thermalization effects
探讨了利用纳机电系统作为量子多体效应模拟工具的可能性。结果表明，静电耦合纳米谐振器阵列可以有效地模拟玻色-哈伯德模型没有相互作用，对应的单声子制度的安德森紧束缚模型。采用一个密度矩阵形式的系统耦合到一个玻色热浴，我们研究无序和热化之间的相互作用，专注于离域过程。据发现，声子人口保持本地化很长一段时间在足够低的温度下，随着温度的升高，本地化迅速失去由于热泵激到阵列中，在平衡中产生一个完全热化的系统。最后，我们考虑了一个可能的实验设计来测量声子人口的阵列中的超导transmon量子位耦合到个人的纳米谐振器。我们还考虑了使用所提出的量子模拟器实现连续时间量子行走的可能性。
2016-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonances in Fock Space: Optimization of a SASER device
在考虑电子-声子相互作用相干效应的Fock空间中，建立了双势垒电子共振隧穿模型。优化几何形状以实现SASER（超声发射器）装置所需的最大光学声子发射。
2000-02-14 cond-mat.mes-hall
Relaxation properties of the quantum kinetics of carrier-LO-phonon interaction in quantum wells and quantum dots
分析了半导体量子阱和量子点中光激发载流子与LO声子相互作用的时间演化。两个完整的两次格林函数形式主义和一次近似提供的广义Kadanoff-Baym anomaly被认为是，为了比较他们的弛豫过程的描述。结果表明，两次量子动力学导致热化在所有检查的情况下，这是不是在中间耦合制度的一次方法的情况下，即使它提供了收敛到一个稳定的状态。热化判据是Kubo-Martin-Schwinger条件。
2006-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Hot Carrier Effects and Signatures of Confinement in Terms of Thermalization Power in Quantum Well Solar Cells
利用电子-声子散射速率方程建立了二维系统稳态条件下载流子热化的理论模型。该模型被应用于研究热载流子效应的III-V族热载流子太阳能电池与量子阱吸收。所提出的调查的问题是：什么是所需的功率，以维持两个人口的电子和空穴载流子在准平衡态在固定的温度和准费米能级分裂？得到的答案是，热化功率密度降低，在二维系统相比，他们的散装对应，这表明在量子阱中的热载流子效应的约束诱导增强。这种功率总体上随着阱厚度的增加而增加，并且还示出了子带内贡献在小厚度处占主导地位，而子带间贡献随着厚度的增加而增加，并且在批量限制中占主导地位。最后，阐明了声子的热力学状态和屏蔽的影响。特别是，二维热化功率密度表现出非单调依赖于量子阱层的厚度，当考虑到两个平衡的纵向光学声子和屏蔽效应。我们的理论和数值结果提供了轨道来解释有趣的量子阱物理实验观察。他们还将提供指导方针，以提高基于热载流子效应的光伏效应的产量，使用量子阱异质结构，这一结果对研究高效太阳能电池器件至关重要。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Two-Color Pump-Probe Measurement of Photonic Quantum Correlations Mediated by a Single Phonon
我们提出并证明了一种通用的技术，使用双色泵浦-探测拉曼散射和光谱分辨，时间相关光子计数来测量单声子Fock态的寿命。在脉冲激光激发下，通过对单个Stokes光子的投影测量，概率地制备了$n=1$声子Fock态。由第二个时间延迟的激光脉冲产生的反斯托克斯光子的探测探测声子人口亚皮秒的时间分辨率。我们观察到强烈的非经典斯托克斯-反斯托克斯关联，其衰减映射的单声子动力学。我们的方案可以适用于任何拉曼活性振动模式。通过对双模纠缠振动态的制备和探测，可以对该方法进行改进，从而测量$n \geq 1$ Fock态的寿命或声子量子相干性。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermalization of nuclear spins in lanthanide molecular magnets
单分子磁体通过将基础研究与有前途的应用相结合的能力在量子磁学领域脱颖而出，量子自旋电子学在过去十年的发展例证了基于分子的量子器件所具有的潜力。值得注意的是，嵌入的核自旋态的读出和操纵被用于单分子水平的量子计算的原理研究的证明。本文利用TbPc $_2$分子的非绝热动力学理论，研究了稀释分子晶体中$^{159}$ Tb核自旋的弛豫动力学.我们发现声子调制的超精细相互作用在核自旋和声子池之间打开了一个直接的弛豫通道。我们强调了所发现的机制的自旋浴理论和弛豫动力学的分子自旋在交叉温度的潜在重要性。
2021-10-01 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
A Quantum Non-demolition measurement of Fock states of mesoscopic mechanical oscillators
本文研究了利用两个弹性梁弯曲模之间的非谐耦合对介观力学振子激发能级进行量子非破坏测量的方案。两种模式之间的非线性耦合使读出振荡器的谐振频率与系统振荡器的激励成比例地偏移。当谐振驱动时，该频移可以被检测为读出振荡的相移。我们表明，在一个适当的制度，这种测量方法的系统振荡器的声子数的量子非爆破测量。由于微机械振荡器中的声子能量变得与热能相当或更大，因此可以解析每个模式内的单个声子动力学。因此，应该可以监测由系统与热库的耦合引起的Fock状态之间的跳跃。
2004-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Excitonic thermalization bottleneck in twisted TMD heterostructures
Philipps University of Marburg（马尔堡菲利普斯大学）
基于微观多粒子方法，研究了MoSe2-WSe2异质结构中声子驱动的非平衡莫尔激子弛豫级联，揭示了低扭转角下平带结构中的声子瓶颈阻碍激子完全热化到最低态，解释了激发态莫尔激子增强的发射强度。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temporal evolution of low-temperature phonon sidebands in WSe$_2$ monolayers
低温光致发光（PL）的hBN封装的单层二硒化钨（WSe $_2$）显示了许多尖锐的发光峰下的明亮的激子。其中一些最近已被确定为动量暗态的声子边带。然而，这些边带出现背后的激子动力学尚未被揭示。在这个联合的理论和实验研究中，我们从理论上预测和实验上观察到的时间分辨PL提供微观的见解热化后形成的热激子光激发。在理论和实验之间的良好协议，我们证明了光谱红移的声子边带的时间尺度上的几十皮秒反映声子驱动热化的热激子在动量暗态。此外，我们预测的瞬态声子边带消失在平稳PL的出现。所获得的微观见解适用于广泛的一类二维材料与多个激子谷。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall
Bose-Einstein statistics in thermalization and photoluminescence of quantum well excitons
准平衡弛豫热力学被用来理解量子阱中玻色-爱因斯坦分布激子的LA声子辅助热化。我们研究了激子$T = T(t)$的有效温度弛豫动力学中的量子统计效应。当$T$小于简并温度$T_0$时，量子阱激子的良好发展的玻色-爱因斯坦统计导致非指数和密度相关的热化。在低浴温$T_b \to 0$量子统计简并激子的热化有效地减慢和$T(t) \propto 1 / \ln t$。我们还分析了玻色-爱因斯坦分布激子在理想量子阱中的光学衰减，并展示了非经典统计如何影响有效寿命$τ_{opt}$。特别地，激子的强简并气体的$τ_{opt}$由$2 τ_R$给出，其中$τ_R$是准二维激子的本征辐射寿命。量子阱激子在热化过程中的共振光致发光的动力学研究的热力学方法内，并考虑到玻色-爱因斯坦统计。我们发现密度依赖的统计简并激子的光致发光动力学。对GaAs/AlGaAs量子阱中准二维激子的热化和光致发光动力学进行了数值模拟。
1998-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Finite-temperature Hatree-Fock-Bogoliubov theory for exciton-polaritons
已知在高临界温度下表现出非平衡玻色凝聚的微腔激子-极化激元也可以与周围介质达到热平衡并形成量子简并玻色-爱因斯坦分布。当它们在正失谐状态下的热化时间--或者，对于高精细度微腔--变得比它们的寿命短时，就会发生这种情况。在这里，我们提出了自洽的有限温度Hartree-Fock-Bogoliubov描述这样一个系统的极化激元，普遍解决激发光谱，动量相关的相互作用，凝聚耗尽，和背景人口的暗激子，有助于系统的化学势。采用推导出的表达式，我们讨论了Bogoliubov声速的影响，证实了现有的实验，并定义的临界温度（准）冷凝和积分粒子寿命依赖于失谐。大的正失谐提供了总寿命达到纳秒时间尺度的条件。这允许实现在高达几十开尔文的温度下形成的具有玻色-爱因斯坦凝聚体的热平衡极化激元系统。
2021-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Phonon Quantum Nondemolition Measurements in Nonlinearly Coupled Optomechanical Cavities
在腔光学力学领域，声子数的量子非破坏（QND）测量的建议提供了一个有前途的途径，人们可以通过它来研究纳米机械谐振器的量子性质。在这里，我们调查这些QND测量的光学机械系统，其中二次耦合出现由于共享的对称性之间的一个单一的光学谐振和机械模式。我们建立了一个宽松的限制量的线性耦合，可以存在于这种类型的系统，同时仍然允许一个QND测量Fock状态。这种新的条件使光学机械QND测量，可用于探测介观力学Fock态的退相干，为量子坍塌理论提供了实验测试平台。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Hot electrons in low-dimensional phonon systems
金属中电子-声子耦合的一个简单的体模型在解释金属薄膜实验方面取得了惊人的成功，这些实验实际上涉及表面或其他低维声子。然而，通过将这个标准模型精确地应用于具有自由表面的半无限衬底，利用衬底的实际振动模式，我们表明这种一致性是偶然的，并且该模型实际上预测了从熟悉的T^5温度依赖性到更强的T^6 log T标度的低温交叉。与现有实验的比较表明，金属中电子-声子热化的标准模型普遍崩溃。
2005-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stochastic Gross-Pitaevskii Equation for the Dynamical Thermalization of Bose-Einstein Condensates
本文提出了一个描述玻色子非平衡凝聚体中能量弛豫的理论。该方法是基于耦合到其他粒子的热浴（例如，晶体中的声子，或冷原子系统中的非凝聚原子），其用Monte Carlo型方法处理。再加上粒子-粒子相互作用，动态驱动和粒子损失的充分考虑，这提供了一个完整的描述最近的实验中，玻色-爱因斯坦凝聚体被认为是放松他们的能量，因为他们在真实的空间和时间传播。作为一个例子，我们应用该理论的微腔激子极化激元，其中非平衡效应特别突出的固态系统。
2013-03-19 cond-mat.mes-hall
Heralded single phonon preparation, storage and readout in cavity optomechanics
我们从理论上分析了如何利用机械振子与光腔场之间的辐射压耦合以预示的方式产生机械运动的单量子（Fock态），并按需释放存储的激发作为单光子。从接近其基态的振荡器开始，激光泵浦上运动边带导致动态反作用放大和相关光子-声子对的产生。因此，一个斯托克斯光子的探测将宏观振荡器投射到单声子福克态。这种机械状态的非经典性质可以通过在下边带上应用读出激光（即光学冷却）以将声子状态映射到光子模式，以及通过对反斯托克斯光子进行自相关测量来证明。我们讨论了我们的建议的相关性，为未来的腔光学力学作为一种使量子技术。
2014-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Steady-state negative Wigner functions of nonlinear nanomechanical oscillators
我们提出了一种在非经典稳态下制备纳米机械振荡器的方案，其特征在于明显的负维格纳函数。在我们的光学机械方法中，机械振荡器耦合到光学腔的多个激光驱动谐振。通过非均匀静电场降低振荡器的谐振频率，我们显著地提高了其固有的几何非线性每声子。这使得运动边带分裂成单独的谱线为每个声子数和个别声子之间的跃迁福克状态可以选择性地解决。我们表明，这使得在一个单一的声子Fock状态的纳米机械振荡器的准备。例如，我们的方案可以用分散地耦合到现有技术回音壁模式微腔的倏逝场的碳纳米管来实现。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extended Multi-Temperature Model for Electron--Phonon Coupling and Ultrafast Thermal Transport in Graphene
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
Strong slowing down of the thermalization process of solids interacting in extreme near-field regime
当两种不同温度的固体被真空间隙分开时，它们通过辐射、声子或电子隧穿交换热而向它们的平衡态弛豫，这取决于它们的分离距离和材料的性质。这种能量交换及其在每个固体中的传播之间的相互作用完全驱动了弛豫动力学。在这里，我们强调了一个显着放缓的过程中，在极端的近场制度的距离，其中两个固体之间交换的热通量是可比的，甚至主导了每个固体内的传导所携带的通量。这种机制，导致一个强大的有效增加的系统的热惯性，应发挥重要作用的时间演变的相互作用的固体系统在纳米和亚纳米尺度的热状态。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Spatially resolved femtosecond pump-probe study of topological insulator Bi2Se3
利用空间分辨超快泵浦-探测技术研究了Bi_2Se_3晶体中载流子和声子的动力学行为。在差分反射中观察到明显的振荡，具有两个不同的频率，并归因于相干光学和声学声子，分别。信号的上升时间表明，在这种材料中，热载流子的热化和能量弛豫都是亚ps的。我们发现，热化和弛豫时间随载流子密度的增加而减小。差分反射轮廓的扩展允许我们估计双极载流子扩散系数在每秒500平方厘米的量级上。轮廓的长期缓慢膨胀显示热扩散系数为每秒1.2平方厘米。
2011-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast dynamics in monolayer TMDCs: the interplay of dark excitons, phonons and intervalley Coulomb exchange
理解过渡金属二硫族化物半导体中谷之间的超快耦合和弛豫机制对于未来的谷电子器件至关重要。最近的超快泵浦-探测实验表明，在能量较低的激子$A$跃迁的光激发后，在激子$B$跃迁处出现了不直观的显着漂白。在这里，我们提出了一个可能的微观解释这个令人惊讶的效果。它是基于交换耦合和声子介导的热化到暗激子状态的联合行动，并不涉及人口的B激子。我们的工作演示了如何在飞秒时间尺度上的谷内和谷间耦合支配的二维半导体的光谷响应。
2019-08-27 cond-mat.mes-hall
Phonon bottleneck in graphene-based Josephson junctions at millikelvin temperatures
我们研究了超导体-石墨烯-超导体约瑟夫森结的正常分支和超导分支之间的跃迁性质。我们属性之间的切换（超导正常）和再俘获（正常超导）过渡到电子过热的滞后。特别是，我们证明了再俘获电流对应于在升高的温度下的临界电流，其中加热是由再俘获电流本身引起的。超导间隙中的铅抑制热电子流出，使我们能够进一步研究电子热化声子在低温（$T \lesssim 1$ K）。所施加的功率和电子温度之间的关系被发现是$P\propto T^3$，我们认为这是一致的冷却由于电子-声子相互作用。
2012-12-27 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted relaxation and tunneling in self-assembled quantum dot molecules
我们从理论上研究了一个或两个电子被限制在两个垂直堆叠的自组装量子点中的声子辅助弛豫过程。计算基于应变自组装结构中单粒子波函数的k.p近似。从这些，两个粒子的状态计算包括库仑相互作用和最低能量本征态之间的跃迁率推导。我们考虑到声子耦合通过变形势和压电相互作用，并表明它们都可以发挥主导作用，在不同的参数制度。在费米黄金法则近似下，我们计算了最低能量本征态之间的弛豫速率，这些本征态导致在皮秒时间尺度上的窄范围的点尺寸的热化。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall
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
Continuous quantum non-demolition measurement of Fock states of a nanoresonator using feedback-controlled circuit QED
提出了一种通过反馈控制耦合电路QED系统实现纳米机械谐振腔Fock态量子非破坏（QND）测量的方案。库珀对盒（CPB）耦合到纳米谐振器和微波腔两者。CPB通过腔上的零差检测读出，并且反馈控制用于实现CPB的非耗散测量。这实现了间接QND测量的纳米谐振器通过二阶耦合的CPB的纳米谐振器数运算符。可以通过对导出的随机主方程进行积分或者通过对测量信号进行处理来确定福克态的声子数。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation and stabilization of photonic Fock states in a hot radio-frequency resonator
从射电天文学到核磁共振成像，微弱射频电磁场的探测在很多领域都起着至关重要的作用。在量子力学中，弱场的极限是单光子。在兆赫频率下检测和操纵单光子是一个挑战，因为即使在低温下，热波动也很大。在这里，我们使用千兆赫超导量子比特直接观察兆赫射频电磁场的量子化。利用该量子比特，我们实现了对热光子的量子控制，冷却到基态，稳定光子Fock态。从我们的控制释放谐振器，我们直接观察其再热化动力学与浴纳秒分辨率。将电路量子电动力学扩展到一个新的领域，我们可以在量子尺度上探索热力学，并允许量子线路与兆赫系统（如自旋系统或宏观机械振荡器）接口。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-linear transport and heat dissipation in metallic carbon nanotubes
我们发现，局部温度依赖性的热化电子和声子人口沿金属碳纳米管是这种非线性输运特性背后的主要原因在高偏压制度。我们的模型，认为光学和区域边界声子发射以及吸收的载流子是基于玻尔兹曼传输方程的解决方案，假设沿纳米管的局部温度，确定自洽的热传输方程。通过使用现实的输运参数，我们的结果不仅再现了电子输运的实验数据，但也提供了一个连贯的解释电应力下的热击穿。特别是，电子和声子热化禁止短纳米管中的弹道输运。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall
Polariton transport in 2D semiconductors: Phonon-mediated transitions between ballistic, superdiffusive and exciton-limited regimes
Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普斯大学）
本文通过考虑声子介导的谷间激子库耦合，研究了二维半导体中极化子的时空动力学，揭示了弹道、超扩散和激子限制扩散三种输运机制。
2025-07-05 cond-mat.mes-hall
Semiclassical kinetic equations for composite bosons
针对激子作为复合粒子而非理想玻色子的特性，推导其半经典玻尔兹曼方程以解决粒子数不守恒问题，分析复合统计对热化过程的影响。
2024-11-27 cond-mat.mes-hall
High field electro-thermal transport in metallic carbon nanotubes
我们描述了金属碳纳米管（m-CNTs）的电热输运的半经典的方法，考虑到高场动力学之间的相互依赖关系的载流子和声子种群。我们的模型是基于自洽的解决方案的玻尔兹曼输运方程和热方程介导的声子速率方程，占发病的非平衡（光学）声子在高场制度。考虑到纳米结构的金属性质，该模型的一个关键因素是载流子局部热化的假设。我们的理论显着地再现了室温下的电特性的m-CNTs的衬底上和自由站立（悬浮），在这些一维纳米结构的电荷-热输运的光。特别是，观察到的负微分电阻悬浮m-CNTs在电应力下归因于不均匀的场分布引起的自加热，而不是热声子的存在。
2009-07-07 cond-mat.mes-hall
Carrier Thermalization and Biexciton Formation in a Polar ZnO/Zn$_{0.84}$Mg$_{0.16}$O Quantum Well Probed by Ultrafast Broadband Spectroscopy
本研究利用超快泵浦-探测光谱，探究极性ZnO/ZnMgO量子阱中激子的超快动力学，揭示了载流子弛豫、激子热化局域化的机制，并测定了双激子结合能范围。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
