Microscopic interface phonon modes in structures of GaAs quantum dots embedded in AlAs shells
利用微观价力场模型，在由纳米尺度的GaAs量子点嵌入几个原子层厚的AlAs壳层构成的壳层量子点中，发现了一系列新的微观界面声子模.在具有这种薄壳的SQD中，连续介质模型的基本原理和宏观介电函数不再适用。这些微观界面模式的频率位于体GaAs带和体AlAs带之间的间隙内，与宏观界面声子模式相反。每个原子壳层的平均振动能量和振幅在GaAs和AlAs之间的界面处显示峰值。这些峰随着它们从界面的穿透深度的增加而快速衰减。
2001-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Direct measurement of coherent subterahertz acoustic phonons mean free path in GaAs
声子平均自由程通常是从热导率的测量中推断出来的，我们仍然缺乏关于这个量的精确信息。最近在使用半导体超晶格的高频声子转导领域的进展提供了填补这一空白的机会。本文给出了GaAs中纵声声子在频率0.2- 1 THz和温度10- 80 K范围内衰减的实验结果。令人惊讶的是，我们观察到一个平台，在频率依赖性的衰减，0.4THz以上，我们归因于一个故障的鲱鱼过程。
2015-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion models describing coupled systems in doped crystals. II. Infrared phonon excitations in GaAs single crystals and phonon-plasmon coupling in Zn-doped GaAs
Masaryk University（马萨里克大学）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic（捷克科学院物理研究所）
研究在广义色散框架内对本征和锌掺杂砷化镓进行温度相关红外研究，用特定分布拟合多组数据，再现耦合演变，观察到法诺型不对称，所得光学常数具一致性，为模拟红外光学性质提供定量工具。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Gallium Arsenide Thermal Conductivity and Optical Phonon Relaxation Times from First-Principles Calculations
本文采用第一性原理晶格动力学方法计算了GaAs晶体的热导率。谐波和立方力常数通过将它们拟合到来自密度泛函理论计算的力-位移数据而获得。利用简谐力常数构造的动力学矩阵计算声子色散，利用费米黄金定则计算声子弛豫时间。计算的GaAs热导率与实验数据吻合良好。得到了热导累积随声子平均自由程和波长的变化关系。我们的研究结果预测在纳米尺度下GaAs的热导率有显著的尺寸效应。研究了光学声子的弛豫时间及其在不同散射通道中的贡献。这些信息将有助于理解热声子效应的GaAs基器件。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Control of carrier transport in GaAs by longitudinal-optical phonon-carrier scattering using a pair of laser pump pulses
利用飞秒泵浦脉冲对实现了GaAs中LO声子-等离子体激元耦合（LOPC）模的光学控制。类等离子体激元LOPC模式的弛豫时间显著依赖于泵浦脉冲对的分离时间（Δt）。特别是当Δt同时与纵向光学（LO）声子振荡的半周期相当并与类等离子体激元LOPC振荡的3/4周期共振时，它最大化。我们将这些观测结果归因于载波LO声子散射和类等离子体LOPC模式的弹道运动的修改。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of nonequilibrium phonons on hot-electron spin relaxation in n-type GaAs quantum wells
研究了非平衡纵向光学声子对$n$型GaAs量子阱中热电子自旋弛豫的影响。在面内电场的作用下，由于有限的弛豫速率，纵向光学声子被电子驱动到非平衡态。非平衡声子通过改变电子的加热和漂移，进而影响电子的自旋弛豫性质。自旋弛豫时间延长，由于增强的电子加热，从而在非平衡声子的存在下的电子-声子散射。自旋进动的频率大致与电子漂移速度成比例，可以增加（在低电场和/或高晶格温度下）或降低（在高电场和/或低晶格温度下）。当电子密度高而杂质密度低时，非平衡声子效应更为显著。
2010-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Electron Scattering and Hybrid Phonons in Low Dimensional Laser Structures made with GaAs/AlxGa1-xAs
本文从理论和数值上研究了GaAs/Al_xGa_（1-x）As双异质结的混合声子模及其与电子的相互作用。更具体地说，我们已经计算了电子捕获内的对称量子阱通过发射的混合声子。我们的研究表明，通过混合声子的捕获率是匹配的介电连续（DC）模型和铝的浓度，这是一个重要的参数，用于控制发光二极管（LED）中的电子捕获过程中预测的速率。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Electron Mobility and Polar Phonon Scattering in GaAs
在极性半导体和氧化物中，电子-声子（\textit{e} -ph）相互作用的长程性质是从第一原理计算电荷输运的瓶颈。在这里，我们开发了一个有效的从头计算方案，计算和收敛的\textit{e} -pH弛豫时间（RT）和电子迁移率在极性材料。我们将我们的方法应用于GaAs，其中使用Boltzmann方程与状态相关的RT，我们计算的迁移率与实验在250 $-$ 500~K。还分析了$e$ -ph共振隧穿谱和声子对谷内和谷间$e$ -ph散射的贡献。我们的工作使有效的从头计算的极性材料中的运输和载流子动力学。
2016-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic effects on infrared spectra of GaAs and GaP
通过对体材料GaAs和GaP的研究，从第一性原理出发，给出了详细的红外光谱及其温度依赖关系。精细功能和低温趋势的预测响应证实了实验。光谱是从远红外线到带心光学声子频率的两倍来计算的。治疗依赖于电介质的极化和声子-声子相互作用的理论的最新发展。
2004-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-limited electron mobility in Si, GaAs and GaP with exact treatment of dynamical quadrupoles
本文提出了一种计算半导体中电子-声子自能和载流子迁移率的新方法。我们的实现不需要一个本地化的基集插值的电子-声子矩阵元素，具有的优点是，计算可以很容易地自动化。在密集的$\mathbf{q}$网格上，利用傅立叶变换和从头算模型对散射势进行插值，以描述由偶极子和四极子产生的长程势。为了显著降低计算成本，我们利用晶体对称性，并采用线性四面体方法和双网格积分方案，结合布里渊区的滤波技术。我们报告的电子迁移率在Si，GaAs和GaP与这种新的方法获得的结果。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Wannier interpolation of the electron-phonon matrix elements in polar semiconductors: Polar-optical coupling in GaAs
本文将电子-声子矩阵元的Wannier插值推广到极性半导体中的偏振光耦合情形。我们验证我们的方法发展对实验，通过计算的电子带的宽度，由于电子-声子散射GaAs，原型极性半导体。计算的宽度，然后用来估计在GaAs中的临界点处的激子的加宽和热电子的电子-声子弛豫时间。我们的研究结果与现有的实验数据吻合得很好。最后，我们表明，虽然Fröhlich相互作用是主要的散射过程的电子/空穴接近谷最小值，在协议与低场传输结果，在较高的能量，谷间散射占主导地位的热电子或空穴的弛豫动力学。极化光耦合的插值能力为半导体和热电材料的光吸收和输运性质的计算开辟了新的前景。
2015-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Surface acoustic wave modes in two-dimensional shallow void inclusion phononic crystals on GaAs
本文用有限元法计算了二维声子晶体中的声表面波，声子晶体由一个正方形排列的浅的、2 ~ 3微米深的圆柱形空隙夹杂组成。在（001）GaAs半空间上，[110]方向的瑞利波模式、与层状衬底相关的Sezawa和Lamb模式、高频纵向表面波和体波表现出混杂和模式相互作用。纵向，垂直和水平剪切体波色散被观察到的表面声波在一个浅的声子晶体上的重要阈值。这导致衰减和表面有界性特性的急剧变化，使得超声模式在其他大部分体波辐射色散分支连续模式中具有减小的衰减。
2018-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-principles mode-by-mode analysis for electron-phonon scattering channels and mean free path spectra in GaAs
通过结合线性化电子-声子（e-ph）Boltzmann输运方程的积分-微分形式的精确解和由极Wannier插值方法得到的e-ph耦合矩阵，提出了一个研究极性材料电子散射通道和输运性质的第一性原理框架.在整个计算过程中不需要特别的参数，GaAs是一种研究得很好的极性材料，被用作一个例子来演示这种方法。在这项工作中，远程和短程的贡献，以及谷内和谷间的过渡e-ph相互作用（EPI）已定量解决。促进这种模式的模式分析，我们发现，在GaAs中，压电散射是可比的变形势散射电子散射的声学声子在EPI即使在室温下，并作出了显着的贡献的流动性。此外，我们取得了很好的协议与实验数据的迁移率，并确定与平均自由程130和210 nm之间的电子占主导地位的电子输运在300 K。这些信息提供了更深入的理解电子输运在GaAs中，所提出的框架可以很容易地应用到其他极性材料。
2016-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Delayed formation of coherent LO phonon-plasmon coupled modes in n-type and p-type GaAs measured using a femtosecond coherent control technique
利用一对共线的飞秒激光脉冲进行了相干控制实验，以操纵p型和n型GaAs中的纵光学（LO）声子-等离子体激元耦合（LOPC）模。通过调节脉冲间隔，在两个样品中观察到了明显不同的响应。为了理解所得到的结果，提出了一个考虑延迟形成相干LOPC模式的唯象模型。该模型表明相干LOPC模的寿命起着关键作用，相干LO声子的干涉连续激发两个泵浦脉冲强烈影响相干LOPC模的操作。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Poole-Frenkel Effect and Phonon-Assisted Tunneling in GaAs Nanowires
我们目前的电子输运测量GaAs纳米线生长的无催化剂的金属有机化学气相沉积。尽管纳米线掺杂有相对高浓度的替代杂质，我们发现它们的电阻非常高。通过测量足够高的纵横比纳米线单独在原位，我们解耦的接触的作用，并表明，这种半绝缘的电行为是陷阱介导的载流子传输的结果。我们观察到普尔-弗伦克尔运输跨越声子辅助隧穿在较高的领域，与隧穿时间主要取决于基本的物理常数的理论预测。通过使用原位电子束照射的单个纳米线，我们探测的纳米线电子传输时，自由载流子可用，从而揭示了接触的性质。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum wires from coupled InAs/GaAs strained quantum dots
采用八带应变相关的k点p哈密顿量计算了无限一维垂直耦合InAs/GaAs应变量子点阵列的电子结构。耦合的量子点形成独特的量子线结构，其中，迷你带宽度和有效质量由岛之间的距离d控制。作为d的函数计算了微带结构，并且示出了当d>4 nm时，微带比光学声子能量窄，而第一和第二微带之间的间隙大于光学声子能量。这导致减少的光学声子散射，提供改进的量子线在高温下的行为。这些微带特性对于布洛赫振荡也是理想的。
1998-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous study of acoustic and optic phonon scattering of electrons and holes in undoped $\mathrm{GaAs}$/$\mathrm{Al_{x} Ga_{1-x} As}$ heterostructures
本研究利用非掺杂 GaAs/AlGaAs 异质结构，通过电阻率温度依赖性测量，在 1.6-92.5K 范围内同步研究了二维电子和空穴的声学与光学声子散射，提取了耦合常数和 LO 激活能，验证了该方法的有效性。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for excitonic polarons in InAs/GaAs quantum dots
利用强磁场下的光致发光激发光谱研究了几种自组装InAs/GaAs量子点系综的带间跃迁。在光谱中观察到定义良好的共振。在所有样品中观察到两个跃迁之间的强反交叉，这不能用纯激子模型来解释。混合激子-LO声子态之间的耦合使用Fröhlich哈密顿量计算。激子极化子的能量以及带间跃迁的振子强度被确定。当两个激子-LO声子态具有足够接近的能量，且声子占据相差一个时，预测了一个反交叉。一个很好的协议之间的计算和实验数据证明激子极化子的存在。
2006-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the Effective Mass on ab initio Phonon-limited Electron Mobility of GaAs
本研究基于DFT+$U$方法与玻尔兹曼输运方程，系统探讨了能带结构修正（特别是电子有效质量）对GaAs声子限制电子迁移率的影响，发现迁移率与有效质量遵循幂律关系，且结果与实验及GW方法高度吻合。
2025-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Reduced thermal conductivity of epitaxial GaAs on Si due to symmetry-breaking biaxial strain
在Si上外延生长III-V族半导体是硅光子学的一种有前途的途径。在生长过程中产生的螺纹位错和残余热应力预计会影响III-V族半导体的热导率，这对于构建在该平台上的光子器件的有效散热至关重要。在这项工作中，我们结合了非接触激光诱导瞬态热光栅技术与从头算声子模拟研究在硅外延GaAs基缓冲层的面内热输运，用于制造III-V族量子点激光器。令人惊讶的是，我们发现一个显着减少的GaAs的面内热导率，高达19%，作为一个小的面内双轴应力为250 MPa的结果。利用从头算声子计算，我们将这种效应归因于面内双轴应力引起的声子-声子散射的增强，这打破了GaAs的立方晶体对称性。我们的研究结果表明，在硅上的外延III-V族层中消除残余热应力，以避免热导率的降低，促进散热的重要性。此外，我们的研究结果展示了潜在的手段，有效地控制固体与外部应变/应力的热导率。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Experimental determination of the bare energy gap of GaAs without the zero-point renormalization
由于电子-声子相互作用，简单带绝缘体如GaAs的能隙是温度的强函数。有趣的是，来自零点声子的扰动也被预测会导致绝对零度下能隙的显著（百分之几）重整化，但其值在理论上和实验上都很难估计。鉴于实验证据[Bhattacharya等人，物理修订版信函114，047402（2015）]，强烈支持激子吸收边在低温下的指数加宽（Urbach尾）是这种零温度电子-声子散射的表现，我们认为Urbach焦点的位置是零温度未重整化间隙。GaAs的实验得到零温裸能隙为1.581 eV，因此重整化估计为66 meV。
2019-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the infrared transmission through a single doped GaAs quantum well in an external magnetic field: Evidence for polaron effects
在高达33 T的磁场中，对一系列不同掺杂水平的GaAs单量子阱进行了精确的远红外绝对磁透射实验。用多层介质模型模拟了透射谱。提取了光学响应函数的虚部，它揭示了与电子-声子相互作用有关的新的奇异特征。除了由于GaAs的纵光学（LO）声子引起的预期极化效应外，还观察到一种新的载流子浓度依赖的与界面声子的相互作用。一个简单的物理模型被用来试图量化这些相互作用，并探索它们的起源。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
GaAs/GaP Superlattice Nanowires for Tailoring Phononic Properties at the Nanoscale: Implications for Thermal Engineering
该研究通过实验与DFPT计算揭示了GaAs/GaP超晶格纳米线中声子色散和电子带隙的可调性，证明纳米尺度材料工程可定制声子特性并为热工程开辟新途径。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin lifetimes of electrons injected into GaAs and GaN
GaAs和GAN中电子的自旋弛豫时间是用一个模型确定的，该模型包括声子和电离杂质的动量散射，以及Elliot-Yafet，D 'yakonov-Perel和Bir-Aronov-Pikus机制的自旋散射。使用从经验赝势得到的长程紧束缚哈密顿量产生的精确频带。推断的自旋弛豫寿命的温度依赖性与GaAs中的测量值一致。我们进一步表明自旋寿命随注入电子能量的增加而迅速减小，并在纵向光学声子能量处达到局部最大值。我们的计算预测，纯GAN中的电子自旋寿命在所有温度下都比GaAs中长约3个数量级，这主要是由于较低的自旋轨道相互作用和较高的导带态密度。
2003-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Spin- and energy relaxation of hot electrons at GaAs surfaces
综述了半导体中自旋弛豫的机制，并对p型杂质半导体中普遍存在的自旋弛豫机制，即电子-空穴交换相互作用引起的自旋弛豫作了较深入的介绍。结果表明，玻尔兹曼型动力学方程的解决方案，使人们能够获得定量的结果，自旋弛豫半导体，超越原来的Bir-Aronov-Pikus弛豫率近似。利用表面灵敏双光子光电子能谱技术的实验结果表明，p掺杂GaAs中电子在半导体/金属表面的自旋弛豫时间比相应的体自旋弛豫时间长几倍。这些结果的理论解释方面的孔在表面的带弯曲区域中的减少的密度。
2005-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling and hot electron thermalization in titanium nitride
我们已经研究了热化的热载流子在原始和有缺陷的氮化钛（TiN）使用两个温度模型。该模型的所有参数，包括电子-声子耦合参数，从第一性原理密度泛函理论计算得到。用虚晶近似描述缺陷系统。我们发现，热化的热载流子发生在更快的时间尺度上比在金作为一个结果的显着更强的电子-声子耦合在TiN。具体而言，最大的热化时间，在200飞秒的顺序，被发现在TiN与氮空位的电子温度约4000 K。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Diameter dependence of the temperature dynamics of hot carriers in photoexcited GaAsP nanowires
纳米线具有准一维结构，其结构和光电特性与薄膜纳米线不同。它们越薄，这些差异就越大，特别是在载流子-声子散射和热导率方面。在这项工作中，我们提出了飞秒瞬态吸收测量两种不同的直径，36和51 nm的GaAs 0.8P0.2纳米线。结果表明，较薄的纳米线比较厚的纳米线在更高的温度下维持更长时间的热载流子。我们解释的观察表明，在较薄的纳米线，建立一个热声子瓶颈比在较厚的纳米线更容易，因为增加的声子散射在NW侧壁，这有利于建立一个大的声子密度。在载流子弛豫过程期间发射的大量光学声子产生声学声子的非平衡群体，其在薄纳米线中传播效率较低。这使得可能的声-光声子上转换过程更容易，这缩短了LO声子寿命，导致载流子冷却的减慢。重要的观察，薄纳米线的载流子温度高于厚纳米线已经在开始的热载流子制度表明，声子介导的散射过程中的非热制度发挥了重要作用，至少在这里研究的载流子密度（8x 1018 - 4x 1019 cm-3）。我们的研究结果还表明，声子在晶体缺陷的边界散射是可以忽略不计相比，在NW侧壁的表面散射。
2021-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent phonon induced optical modulation in semiconductors at terahertz frequencies
原子和分子气体中的电子和振动非线性的相干调制的强烈的几个周期的脉冲已被用于高谐波产生的软X射线和阿秒制度，以及拉曼频率梳跨越多个倍频程从太赫兹到千兆赫的频率区域。原则上，由于固体和液体的高非线性极化率密度，可以有效地激发类似的高阶非线性过程。在本文中，我们证明了声子调制的光学指数的Si和GaAs的激发和探测附近的直接带隙，分别在~3.4 eV和~3.0 eV。利用10 fs激光脉冲激发Si（001）的纵光学（LO）声子和GaAs（001）的LO声子-等离子体激元耦合模，产生大幅度相干纵光学偏振，对反射的探测光进行有效的振幅和相位调制。在Si和GaAs中的振幅和相位调制的组合作用分别产生具有超过100和60 THz带宽的声子频率梳。
2013-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of local chemistry and structure on thermal transport in doped GaAs
使用第一性原理的方法，我们分析的\textit{DX}中心形成的S，Se和Te掺杂原子对GaAs的热导率的影响。我们的结果与实验结果吻合得很好，并揭示了每种缺陷的显著不同影响背后的物理机制。我们建立了一个因果链连接的掺杂剂的电子结构的大块固体的热导率，宏观输运系数。具体而言，孤对电子的存在导致形成结构不对称的\textit{DX}中心，其引起入射声子的共振散射。当这些共振影响与热输运最相关的光谱部分时，它们的影响被放大。我们发现，这些共振与本地化的振动模式在扰动声子谱。最后，我们通过对缺陷结构的能量景观的详细分析，说明了能量景观中平坦的相邻极小值与共振声子散射之间的联系。
2019-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Energy renormalization and Mott transition in n-GaAs and n-GaN
本文研究了n-GaAs和纤锌矿型n-GaN中载流子有效质量的重正化和带隙变窄在较宽的温度和掺杂浓度范围内的变化。计算是基于格林函数形式主义。与以前的工作相反，我们考虑的区域以及以上的莫特过渡。特别注意施主子带的形成和莫特跃迁的条件。我们还考虑了光学声子引起的影响。后者强烈依赖于掺杂水平，因为动态筛选。结果表明，在n-GaN中可以设置三个特定的掺杂水平。它们分别对应于1）Mott跃迁，2）光学声子-等离子体激元的共振放大，3）光学声子的全动态屏蔽。与n-GaN的情况相反，由于n-GaAs具有较强的导带非抛物线性，不能实现全动态屏蔽效应。
2015-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic theory of spin relaxation in self-assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs quantum dots at zero magnetic field
本文采用全原子理论计算了零磁场下自组装In $_{1-x}$ Ga $_x$ As/GaAs量子点中电子和空穴的自旋翻转时间（$_{1}$）.在低磁场下，一级过程被抑制，二级过程占主导地位。我们发现在4.2K下，自旋-声子相互作用引起的自旋弛豫时间对电子为40 - 80 s，对空穴为1 - 20 ms。计算的空穴自旋弛豫时间与最近的实验结果吻合较好，表明在零场下，双声子过程是自组装量子点中空穴自旋弛豫的主要机制.我们进一步阐明了结构和合金成分对量子点自旋弛豫的影响。
2010-11-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Limit to 2D mobility in modulation-doped GaAs quantum structures: How to achieve a mobility of 100 millions
考虑到散射的无意背景带电杂质和带电掺杂剂的调制掺杂层，以及由GaAs声学声子，我们理论上考虑实际的本征（声子）和非本征（背景和掺杂剂）限制调制掺杂的AlGaAs GaAs二维半导体结构中的载流子迁移率。我们发现，将背景杂质密度降低到$10^{12}$ cm $^{-3}$以及1000 μ m或更高的调制掺杂间隔将在T= 1 K的$3\times 10^{11}$ cm $^{-2}$的载流子密度下实现$100 \times 10^6$ cm $^2$ /Vs的迁移率。然而，在T=4（10）K，硬限制的2D迁移率将设置由声学声子散射的最大固有迁移率不高于22 $(5) \times 10^6$ cm $^2$ /Vs。详细的数值结果作为载流子密度，调制掺杂距离，和温度的函数，以提供一个定量的指导，实现超高的2D迁移率的实验努力。
2008-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-phonon infrared processes in semiconductors
我们报告我们的详细计算的GaAs和GaP的红外光谱的第一原理，和类似的钻石型光谱，最近已经计算正在进行的努力。
2004-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Instantaneous Intervalley Transition just at the Franck-Condon State in the Conduction Band of GaAs
我们提出了GaAs中Franck-Condon态谷间跃迁的两种可能的量子微观机制。第一个是同时组合的库仑弹性跃迁的两个电子，从原来的光激发$Γ$谷的相互相反的L和-L谷的布里渊区。第二种是电子通过冻结声子从$Γ$谷到L谷的“弹性”散射，根据光激发的弗兰克-康登原理，冻结声子不是在激发态中新产生的，而是已经存在的，是从起始基态继承的。令人惊讶的是，我们可以从理论上表明，这种弹性电子-声子散射给出了几十飞秒量级的极快时间常数，以及上述弹性电子-电子散射。
2015-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and Electronic Properties of Ferromagnetic GaMnAs Using Ultrafast Coherent Acoustic Phonons
超快双色泵浦-探测测量，涉及相干声学声子（CAP）波，同时提供了信息的机械性能和铁磁GaMnAs的电子结构。Ga_（1-x）Mn_xAs（0.03<x<0.07）的弹性常数C_（11）系统地小于GaAs。发现GaMnAs的C11和Vs都随温度增加（78 K<T<295 K），再次与GaAs中的相反行为形成对比。此外，基本的带隙（在E0临界点）的Ga 1-xMnxAs被发现稍微移动到更高的能量与Mn浓度。
2012-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Anomalously low thermal conductivity of two-dimensional GaP monolayers: A comparative study of the group GaX (X = N, P, As)
随着二维氮化镓（GAN）平面蜂窝结构的成功合成，二维GAN的声子输运性质得到了报道。然而，通过用N取代同一主族中的其他元素，在Ga基材料中的热输运仍然不清楚，这是更广泛的应用。本文基于第一性原理计算，对二维GaX（X = N，P，As）的声子输运性质进行了全面的研究.发现GaP的热导率（1.52 Wm-1 K-1）出乎意料地超低，这与GAN和GaAs形成鲜明对比，尽管它们具有类似的蜂窝几何结构。基于PJTE理论，GaP和GaAs稳定在屈曲结构中，不同于GAN的平面结构。与GAN和GaAs相比，GaP具有最强的声子非谐性，因此存在较强的声子-声子散射。在给定电子结构的情况下，我们对声子输运有了更深的认识，即由于弯曲结构的存在，GaP中电子的离域受到了限制。因此，P原子的非成键孤对电子在热搅动时诱导非线性静电力，导致晶格中声子非谐性增加，从而降低热导率。我们的研究为蜂窝结构GaX单分子膜中声子输运提供了基础性的认识，这将丰富未来二维材料中纳米声子输运的研究
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Unintentional high density p-type modulation doping of a GaAs/AlAs core-multi-shell nanowire
在GaAs/AlAs核/壳纳米线（NW）中实现显著掺杂具有相当大的技术重要性，但由于掺杂剂原子的两性行为而仍然是一个挑战。在这里，我们表明，在AlAs壳层中放置一个窄的GaAs量子阱有效地吸收了残余的碳受体，导致\emph{unintentional} p型掺杂。磁光研究这样的GaAs/AlAs核多壳NW揭示量子受限发射。NW电子结构的理论计算证实了由于壳层中1~nm GaAs层中的电离碳受主的存在，载流子在核/壳界面处被量子限制。在高磁场下的显微光致发光显示了一个清晰的信号，即避免了$n=0$朗道能级发射线与$n=2$朗道能级TO声子复制品的交叉。这种耦合是由共振空穴-声子相互作用引起的，这表明结构中存在较大的二维空穴密度。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interaction in Embedded Semiconductor Nanostructures
研究了在连续介质弹性理论中，半导体纳米结构中声学声子的变化，包括应变引起的修正。采用{ \em ab initio}密度泛函理论计算有效弹性常数。计算了埋在GaAs势垒材料中的球形InAs量子点的电子-声子耦合。它的强度被证明是抑制相比，散装声子的假设。
2006-10-15 cond-mat.mtrl-sci
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
Ab initio and nuclear inelastic scattering studies of Fe$_3$Si/GaAs heterostructures
通过DFT和核非弹性散射研究Fe$_3$Si/GaAs界面，发现Fe磁矩沿[110]方向排列，混合Fe-Si界面构型最佳重现10 meV以下声子态密度反常增强。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Phonon Bottlenecks and the Role of Non-Equilibrium Acoustic Phonons in III-V Multi-Quantum Well Systems
本研究扩展热声子瓶颈模型，纳入克莱门斯过程产生的纵声学声子积累，消除非物理假设，更好解释实验结果，为热载流子太阳能电池实现高载流子温度提供新方向。
2025-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Non-thermal hot electrons ultrafastly generating hot optical phonons in graphite
用时间分辨光电子能谱研究了石墨的超快动力学过程。我们观察到的光谱特征的直接光激发，非热电子分布，和恢复动力学发生两个时间尺度具有不同的泵浦功率依赖性。此外，我们发现费米能级附近的光谱强度的异常增加，我们归因于光谱展宽由于耦合光学声子在瞬态。耦合光学声子的指纹发生在电子温度仍然无法定义的时间区域。这意味着，有一个机制的超快和有效的声子产生超出了双温度模型。
2011-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Landau levels and magnetopolaron effect in dilute GaAs:N
本文研究了掺氮GaAs能谱的磁场依赖性。我们的理论模型是基于唯象的带反交叉模型（BAC），我们扩展，以包括磁场和电子-声子相互作用。由于氮态的高度局域化性质，我们发现其能级与纯GaAs的能级有很大的不同。极化子校正的结果在一个较低的回旋共振能量相比，纯GaAs。磁吸收谱在回旋能量附近出现一系列非对称峰。
2010-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Coherent acoustic phonons emission in copper driven by super-diffusive hot electrons
超快激光激发的超热电子可以将能量以超音速的方式传输到远离它们最初产生的区域。我们表明，这种超快的能量传输是负责的相干声学声子的自由表面之下的铜金属样品的发射。特别是，我们证明了这些热电子在室温下在220 nm的距离上携带的足够的能量可以被转换成相干的声学声子。为了证明这种效果，几种配置的时间分辨光学实验的相干声学声子和热电子的飞行时间已经完成。
2013-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Size-dependence of anisotropic exchange interaction in InAs/GaAs quantum dots
对自组织InAs/GaAs量子点中载流子之间的交换相互作用进行了全面的研究。分析了不同尺寸量子点的单量子点阴极发光光谱。特别注意的是带电激发激子（热trion）的能量结构。不同程度的混合内的热trion状态导致不同程度的偏振的相应的发射线。发射特性从小量子点的圆偏振变为大量子点的椭圆偏振。的各向异性交换相互作用的幅度的变化和相比，在中性激子和双激子发射的精细结构分裂的相关效果的结果进行解释。
2006-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Polaronic-Quasiparticle Picture for Generation Dynamics of Coherent Phonons in Semiconductors: Transient and Non-Linear Fano Resonance
我们研究相干声子（CP）在极性和非极性半导体-如GaAs和Si -极化准粒子（PQ）模型的基础上的生成动力学。在该模型中，PQ算子由两类算子组成。一个是准玻色子算子-定义为一组电子算子对的线性组合-另一个是纵向光学（LO）声子算子。特别是解决了瞬态和非线性Fano共振（FR）问题;在超短脉冲激光激发载流子后立即在轻度$n$掺杂的Si中观察到这种量子干涉效应的痕迹[M. Hase et.例如，Nature 426，51（2003）]，尽管在GaAs中尚未观察到。结果表明，声子能态嵌入由准玻色子绝热本征态组成的连续态中。这一结果意味着在目前的光学非线性系统的瞬态FR的表现的可能性。
2016-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ionized Impurity Screening on Spin Decoherence at Low and Intermediate Temperatures in GaAs
本文研究了{ \it n}型GaAs中带电杂质屏蔽对自旋退相干的影响，并详细分析了在线性化的GaAs-Fermi屏蔽理论中采用不同玻恩近似的影响。自旋弛豫时间的计算采用系综蒙特卡罗方法，包括电子-电子，电子-杂质，和电子-声子散射。我们仔细选择一个参数区域，使所有的物理近似举行，特别是，汤川型潜在的可以用来描述屏蔽库仑相互作用和玻恩级数收敛。我们的研究结果表明，包括二阶玻恩近似产生更短的自旋弛豫时间相比，通常实施的第一玻恩近似：自旋弛豫时间可能会减少数百皮秒，与第一玻恩近似高估结果的30%或更多的参数的大区域。虽然我们的系综蒙特卡罗模拟包括电子-电子和电子-声子相互作用，当考虑低到中等载流子密度和$T > 50 $ $\mathrm{K}$，但$T$小于费米温度时，我们的结果与Dyakonov-Perel理论很好地一致，当这只包括电子-杂质相互作用时，其支持这是在该低-中温区域中体GaAs的最相关的散射机制。
2016-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Exceptionally high phonon-limited carrier mobility in BX (X = P, As, Sb) monolayers
与三维（3D）Si或GaAs相比具有高迁移率的理想二维（2D）半导体仍然缺乏，阻碍了高性能2D器件的发展。在这项工作中，使用第一性原理计算，并考虑所有的电子-声子耦合，我们表明，单层BX（X = P，As，Sb）与蜂窝晶格具有固有的声子限制的载流子迁移率达到1200-14000 $cm^2V^{-1}s^{-1}$在室温下的创纪录的高值。尽管是极性的，并且带边缘位于具有多个谷的K点处，但这三个系统通常具有小的载流子散射率。详细分析表明，两个等效K点之间的谷内散射和谷间散射都很弱，这可以从电子能带和声子谱之间的大失配以及电子-声子耦合强度被抑制来理解。此外，我们揭示了从BP到BAs和BSb的迁移率增加的总体趋势，并得出结论：较小的有效质量，较大的声速，较高的光学声子能量，重原子质量，和面外轨道往往导致电子和声子带之间的小匹配，小的电子-声子耦合强度，从而高的迁移率。我们的工作表明，2D半导体可以实现与3D GaAs相当的载流子迁移率，从而为2D高性能电子器件打开了大门。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of phonon-mediated hot carrier relaxation in type-II InAs/AlAs$_{x}$Sb$_{1-x}$ quantum wells: a practical route to hot carrier solar cells
研究了InAs/AlAs $_{x}$ Sb $_{1-x}$量子阱作为热载流子太阳电池的潜力。连续波功率和温度相关的光致发光表明在占主导地位的热载流子弛豫过程中的过渡，从传统的声子介导的载流子弛豫低于90 K的制度，其中抑制辐射复合占主导地位的热载流子弛豫在升高的温度。在低于90 K的温度下，光致发光测量与I型量子阱表现出与合金/界面波动相关的空穴定位是一致的。在升高的温度下，空穴离域揭示了真正的II型能带排列;其中观察到由于载流子的空间分离而导致的受抑制的辐射复合主导热载流子弛豫。声子介导的弛豫的这种去耦导致在较高温度下甚至在较低的激发功率下的稳健的热载流子。这些结果表明，II型量子阱提供了潜在的实际热载流子系统。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
The microscopic study of a single hydrogen-like impurity in semi-insulating GaAs
用μ子自旋共振方法研究了电场中高能μ子注入半绝缘GaAs中形成的类氢中心的电荷动力学。结果表明，深空穴陷阱在GaAs的补偿机制中起着重要作用。电场增强的μ子径迹诱导的热载流子对深电子和空穴陷阱的中和导致非平衡载流子寿命的增加。因此，四面体As位上的μ素（$μ^+ + e^-$）中心可以捕获径迹的空穴，因此表现得像供体。
2008-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Electron Transport and Hot Phonons in Carbon Nanotubes
我们证明了声子占据在限制金属碳纳米管中的高场弹道输运中的关键作用。特别是，我们提供了一个简单的分析公式的电子输运散射长度，我们验证了准确的第一性原理计算（6，6）和（11，11）纳米管。通过与实验I-V曲线拟合的散射长度的比较，表明存在由电子输运引起的非平衡光学声子加热。我们预测光学声子的有效温度为数千开尔文。
2005-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Dual role of longitudinal optical phonons for generation of coherent oscillations in gallium arsenide under optical pumping
该研究提出LO声子在GaAs中分别通过受激拉曼散射和与光生等离子体激元耦合产生基态LO声子及激发态LOPC相干振荡，并用Lindblad主方程模型解释了实验中二者同时出现的现象。
2024-05-12 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Fingerprints of hot-phonon physics in time-resolved correlated quantum lattice dynamics
泵-探测装置中从电子到晶格自由度的能流的时间动态可能会受到热声子瓶颈的存在的强烈影响，热声子瓶颈可以维持光激发电子态的更长时间的相干性。最近，热声子物理在MgB $_2$中得到了实验观察和理论描述，MgB $_2$是一种电子-声子超导体，具有$T_{\rm c}\approx 39$ K。采用从头算和量子场论相结合的方法，以MgB $_2$为例，提出了一种通过直接分析晶格原子间关联信息来揭示热声子存在和表征热声子性质的新途径.这种方法利用了$E_{2g}$热模的基本对称性，其特征在于两个硼原子的异相面内运动。由于热声子通常发生在布里渊区的高对称点，具有晶格位移的特定对称性，因此本分析是相当普遍的，它可以帮助揭示其他有前途的材料中的热声子物理，如石墨烯，氮化硼或黑磷。
2022-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A New Class of Magnetoresistance Oscillations: Interaction of a Two-Dimensional Electron Gas with Leaky Interface Phonons
报道了在GaAs-Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As异质结中观察到的一类新的高迁移率二维电子气（2DEG）的磁阻振荡。出现在一个弱磁场（$B<$ 0.3 T），只有在一个狭窄的温度范围（2 K $<T<$ 9 K），这些振荡是周期性的1/B的频率成正比的电子费米波矢量，$k_F$。我们解释的效果作为磁声子共振的2DEG与泄漏的界面声学声子模式进行波矢量$q=2k_F$。计算结果表明，在GaAs-Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As界面上存在几个这样的模的分支，其速度与实验数据定量吻合。
2001-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
