Phonon screening of excitons in atomically thin semiconductors
本研究通过第一性原理GW-BSE计算揭示了声子屏蔽对原子级薄半导体光学激发的显著影响，并发现通过结构工程可调控屏蔽程度，为结构、声子与激子相互作用提供了新见解。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of photoinduced screening on the spectroscopic signature of exciton-phonon coupling
本研究通过宽带瞬态反射光谱揭示了层状半导体中光致屏蔽对激子-声子耦合动力学的影响，发现光致屏蔽能促进该耦合过程，为超快时间尺度下激子共振及多体相互作用研究提供了新方案。
2025-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon screening and dissociation of excitons at finite temperatures from first principles
本文在 GW-Bethe Salpeter 方程框架下提出无参数的第一性原理方法，计算有限温度下声子对激子的屏蔽，并在多种半导体中揭示结合能温度依赖与超快解离机制。
2023-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling strength from ab initio frozen-phonon approach
我们提出了一个快速的方法，高通量筛选潜在的超导材料。该方法是基于计算金属屏蔽的带心声子模式，这提供了一个准确的估计的电子-声子耦合强度。这种方法是补充最近提出的刚性松饼锡（RMT）的方法，这相当于集成的电子-声子耦合在整个布里渊区（而不是区中心），但在一个相对较差的近似。我们说明了这种方法的使用，通过将其应用到MgB $_\text{2}$，其中的高温超导性是已知的，主要是由区域中心模式驱动，并比较它的姐妹化合物AlB $_\text{2}$。我们进一步说明了这个描述符的使用，通过筛选大量的二进制的电子-声子耦合的精确的第一原理计算最近已出版。与RMT描述符一起，该方法开辟了一种通过机器学习或数据挖掘进行初始高通量筛选以搜索传统超导体的方法。
2022-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Realization of Room-Temperature Phonon-limited Carrier Transport in Monolayer MoS2 by Dielectric and Carrier Screening
我们发现，通过结合高k介质衬底和高密度的载流子，库仑杂质可以有效地屏蔽，导致前所未有的室温迁移率约150 cm 2/Vs的单层二硫化钼。高质量的样品使我们能够定量提取受库仑杂质、本征和表面光学声子限制的迁移率分量，并研究它们随温度、载流子密度和介电常数的变化。我们的理论分析和实验数据之间的良好的协议明确表明，室温声子限制的传输实现在单层二硫化钼，这是电子器件应用的必要因素。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-mediated renormalization of exciton energies and absorption spectra in polar semiconductors
本研究基于第一性原理求解Bethe-Salpeter方程，揭示了极性半导体中由长程Fröhlich耦合主导的声子振动屏蔽对激子能量和吸收光谱的重整化作用，推进了对固体激子-声子耦合的基础理解。
2024-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Descriptors of intrinsic hydrodynamic thermal transport: screening a phonon database in a machine learning approach
机器学习技术用于探索流体动力学热传输的内在起源，并发现科学和工程感兴趣的新材料。流体动力学热输运本质上由流体动力学尺度和热导率决定。得到了131种晶体化合物材料的内禀性质与谐波和非谐波性质之间的相关性，以及大量的成分（290）和结构（1224）描述符，揭示了决定内禀流体力学效应大小的一些关键描述符，其中大部分与声子弛豫时间有关。然后，一个经过训练的黑盒模型被应用于筛选5000多个材料。结果确定具有潜在技术应用的材料。了解与流体动力学热输运相关的性质有助于发现新的热电材料，并有助于设计新材料以减轻电子器件中的散热。
2021-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-limited Mobility of 2D Semiconductors: Quadrupole Scattering and Free-carrier Screening
二维（2D）半导体在下一代电子学和光电子学中表现出巨大的潜力。这些应用的一个重要性质是声子限制的载流子迁移率。从第一性原理计算迁移率的常用方法依赖于电子-声子耦合（EPC）矩阵的插值。然而，它忽略了由声子产生的动力学四极子的散射，限制了它的准确性。在这里，我们提出了一个第一原理的方法，将四极散射，这导致在一个更好的插值质量，从而更准确的流动性，例如单层二硫化钼和硒化铟。该方法还允许自然地并入自由载流子的效应，使我们能够有效地计算屏蔽的EPC，从而计算杂质半导体的迁移率。特别是，我们发现，由于更强的长程散射在本征InSe的电子迁移率是更敏感的载流子浓度比MoS 2。随着电子浓度的增加，InSe的迁移率可以达到本征值的4倍，然后由于较重的电子态的参与而降低。我们的工作为计算本征和掺杂二维材料中的声子限制迁移率提供了准确有效的方法，并提高了对其输运机制的基本理解。
2022-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical electron-phonon vertex correction
本文提出动态顶角修正函数Γ_{e-p}(ω)，证明电子-声子顶角的动态屏蔽不可先验忽略，并提供可控的微扰方法以评估现实材料中的动态修正强度。
2025-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-dependent dielectric screening of optical phonons in monolayer graphene
本研究利用Raman光谱和定制石墨烯van der Waals异质结构，发现石墨烯光学声子对介电环境的响应取决于其对称性：近区边缘声子频率受环境影响，而区中心声子受对称性保护，为表征相关体系的介电屏蔽提供了指南。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Spontaneous Exciton Dissociation via Phonon Emission in BiVO$_4$
本研究针对m-BiVO$_4$低能激子特性不明的问题，采用含声子屏蔽的从头算Bethe-Salpeter方程方法，发现其激子可通过声子发射快速解离，明确了间接带隙半导体中该过程的发生条件，凸显了声子屏蔽的关键作用。
2025-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon interaction and longitudinal-transverse phonon splitting in doped semiconductors
本文发展基于最大局域化 Wannier 函数的方法，纳入自由载流子屏蔽，揭示掺杂削弱立方碳化硅 Fröhlich 耦合及纵–横声子劈裂并影响电子寿命。
2025-06-07 cond-mat.mtrl-sci
The impact of dynamical screening on the phonon dynamics of LaCuO
结果表明，LaCuO中库仑相互作用的动力学屏蔽导致低能电子集体激发在c轴附近的小范围内产生，并与层间声子发生强烈的混合.这样的声子等离子体激元的情况下的非绝热电荷响应的基础上的表现是定量支持的密度响应函数的频率和波矢依赖的不可约极化部分的现实计算。后者用于线性响应理论计算的耦合模色散的布里渊区的主要对称方向和电荷密度的再分布激发某些强耦合的声子和等离子体激元模式。此外，相应的模式引起的轨道平均变化的自洽电位的电子感到评估。我们的分析应该是代表的最佳过掺杂状态的cuprates的相干三维费米面和相干的c轴电荷传输的实验证据。它表明，从一个小区域周围的c轴的外部模式可以可靠地计算在绝热极限。只有一个小的非绝热修正被发现为这些模式的高频氧键拉伸模式在X点，这是由于动态减少嵌套的硬化形式。另一方面，由于慢电荷动力学对c轴附近长程库仑相互作用的动力学屏蔽较差，BZ的非绝热扇区内的模式必须非绝热地确定。特别是，强耦合的声子样的顶点氧$Z$点呼吸模式在约40毫电子伏的相关性被强调，其模式能量减少掺杂。
2008-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron-Mediated Phonon Polaritons in Quantum Cavities
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）
本文发展了腔声子极化激元的规范不变理论，揭示电子对声子-光子耦合的关键作用，明确金属屏蔽抑制极化激元、带隙系统共振增强耦合等效应，还发现规范不变性导致光子与临界软声子解耦的机制。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Free-carrier screening unlocks high electron mobility in ultrawide bandgap semiconductor CaSnO$_3$
通过从头计算揭示自由载流子屏蔽可抑制CaSnO$_3$中的长程光学声子散射，提升声子限制迁移率，预测室温迁移率约为实验最高值的两倍，凸显其超宽禁带半导体应用潜力。
2025-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Remote free-carrier screening to boost the mobility of Fröhlich-limited 2D semiconductors
范德华异质结构提供了一种通用工具，不仅可以保护或控制，还可以增强2D材料的性能。我们使用从头计算和半解析模型来寻找策略，提高异质结构内的载流二维半导体的流动性。从金属“屏蔽”层的自由载流子屏蔽远程抑制载流层中的电子-声子相互作用。这个概念在二维半导体中是最有效的，其散射主要是由可屏蔽的电子-声子相互作用，特别是与偏振光声子的Fröhlich耦合。这种材料是常见的，其特征在于在小掺杂极限下的整体低迁移率，并且当2D材料被掺杂到足以使电子-声子相互作用被其自身的自由载流子屏蔽时，迁移率要高得多。我们使用GaSe作为原型，并将其放置在掺杂石墨烯作为“屏蔽”层和BN作为隔离物的异质结构中。我们开发了一种方法来确定任何异质结构的静电响应结合密度泛函微扰理论计算的各个层的响应。从石墨烯的远程屏蔽可以抑制长波长的Fröhlich相互作用，导致对于从$10^{11}$到$10^{13}$ cm $^{-2}$的GaSe中的载流子密度，在$500$到$600$ cm $^2$ /Vs附近的一致的高迁移率。值得注意的是，低掺杂迁移率提高了2.5倍。这种远程自由载流子屏蔽比介电环境的更常规的操纵更有效，并且当隔离物（BN）薄时最有效。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput computational screening of Heusler compounds with phonon considerations for enhanced material discovery
该研究对27,865种Heusler成分进行高通量计算，结合声子稳定性筛选，识别出631种稳定化合物，并发现47种低磁矩亚铁磁体，为自旋电子学和能量收集提供候选材料。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Hot electron cooling in three-dimensional Dirac fermion systems at low temperature: effect of screening
在考虑电声子相互作用屏蔽的情况下，研究了低温下三维Dirac费米子系统中由声学声子引起的热电子冷却速率P.研究了P与电子温度T_e和电子浓度n_e的关系。在Cd_3As_2的T_e ~（1 K）附近，屏蔽对P有极显著的抑制< 0.5 K and its effect reduces considerably for about T_e >作用。在Bloch-Gruniesen（BG）体系中，对于屏蔽（非屏蔽）情况，T_e依赖性为P ~ T_e^ 9（T_e^ 5），ne依赖性为P ~ n_e ^-5/3（n_e^-1/3）。T_e依赖性是三维声子的特征，n_e依赖性是三维狄拉克费米子的特征。在BG区，n_e越大，屏蔽效应越强.筛选发现，以减少BG制度的温度的有效性范围。P / T_e^ 4与T_e的关系曲线显示在温度T_e m处有一个极大值，当n_e较大时，该极大值向较高的值移动。有趣的观察是，对于不同的n_e，P / T_e^4的最大值几乎相同，而T_em / n_e^ 1/3似乎几乎恒定。更重要的是，我们提出，P的n_e相关测量将提供一个更清晰的签名，以确定三维狄拉克半金属相。
2015-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-Assisted Ultrafast Charge Separation in a Realistic PCBM Aggregate
有机太阳能电池必须将强束缚的电子-空穴对分离成自由电荷。这是在电子供体和受体有机半导体之间的界面处实现的。最常用的电子受体是富勒烯衍生物PCBM。电子-空穴分离已经在飞秒时间尺度上被观察到，这与传统的Marcus有机输运理论是不相容的。在这项工作中，我们表明，超快的电荷传输PCBM产生的电子本征态的范围广泛，提供了三个紧密间隔的离域带附近的LUMO水平的存在。振动波动使这些频带之间的快速跃迁，这驱动$\sim$ 3 nm的电子输运在100 fs内。所有这一切都表明在一个现实的紧束缚哈密顿包含不大于8毫电子伏的转移积分。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Accelerated screening of thermoelectric materials by first-principles computations of electron-phonon scattering
最近发现的用于热电能量转换的新材料是通过从第一原理有效预测材料的性能而实现的，而无需经验拟合的参数。描述了一种新的简化的计算电子输运性质的方法，与现有的方法相比，该方法具有良好的精度和可移植性，同时大大降低了复杂性和计算成本。电子-声子耦合的第一性原理计算表明，电子弛豫时间的能量依赖性随化学成分和载流子浓度的变化而显著变化，这表明有必要超越常用的近似来筛选和优化材料的成分、载流子浓度和微观结构。新的方法进行了验证，使用高精度的计算和验证的实验数据，然后将其应用于筛选和发现有前途的组合物在空间的半Heusler合金。通过分析数据趋势，有效电子质量被确定为决定材料性能的单一最佳通用描述符。从第一性原理出发计算了洛仑兹数，并讨论了Wiedemann-Franz定律在热电学中的普适性。
2018-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport descriptors for the rapid screening of thermoelectric materials
用于热电能转换的新型材料的发现有可能通过数据驱动的筛选与高通量计算相结合来加速。提高成功选择候选材料的效率的一种方法是通过使用传输描述符对其进行评估。使用数据驱动的筛选，我们在三角ABX2家族中选择了12个潜在的候选者，然后从第一原理进行电荷传输性质模拟。结果表明，在这些材料中的载流子散射过程中占主导地位的电离杂质和极性光学声子，通常假设的声学声子为主的散射相反。结合基于三声子散射的热导率计算，我们预测p型AgBiS2和TlBiTe2作为潜在的高性能热电材料在中温范围内用于低品位废热收集，预测zT在500 K时大于1。使用这些数据，我们进一步推导出基态载流子迁移率和热电功率因子的传输描述符。除了低载流子质量之外，高介电常数被发现是实现高载流子迁移率的重要因素。建立了介电常数与传输性能之间的二次相关性，并与文献进一步验证。展望未来，介电常数可以作为一个独立的调谐旋钮，用于改善热电性能。
2021-01-09 cond-mat.mtrl-sci
A many-body perturbation theory approach to the electron-phonon interaction with density-functional theory as a starting point
电子-声子相互作用在物理和化学的许多领域中起着至关重要的作用。然而，它的实际计算，通过现代多体微扰理论是削弱了使用模型哈密顿量的基础上的参数难以从实验中提取。利用密度泛函理论计算电子-声子散射振幅、声子频率和电子裸能可以克服这一缺点。在这项工作中，我们讨论了如何一致的多体图解展开可以构建在密度泛函理论的顶部。在这方面，当考虑到电子-核和核-核相互作用的所有成分时，屏蔽和自洽所起的作用是至关重要的。一种避免过度筛选的方法值得注意。最后，我们导出了相消规则和内部一致性约束，以便为多体微扰和密度泛函理论的融合提供一个清晰、合理和实用的方案。
2015-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Breakdown of optical phonons' splitting in two-dimensional materials
我们研究了极性二维材料、多层膜及其异质结构中纵、横光学声子模的长波长色散。使用分析模型和密度泛函微扰理论在一个二维的框架中，我们表明，在与三维的情况下，这些模式是退化的区域中心，但宏观电场与光的模式产生一个有限的斜率在其相应的声子色散的区域中心。该斜率随层数线性增加，并且仅由材料的玻恩有效电荷和周围介质的介电性质确定。从环境中屏蔽可以大大降低纵向和横向光学模式之间的斜率分裂，并且可以在氮化硼-石墨烯异质结构的实验相关情况中看到。随着声子动量的增加，二维材料的固有屏蔽特性决定了向类似于三维材料的动量无关分裂的过渡。这些考虑对于理解二维系统中的电输运和光耦合是必不可少的。
2017-05-10 cond-mat.mtrl-sci
PhononScore: a phonon-aware scoring function for dynamical stability
School of Physics, Renmin University of China（中国人民大学物理学院）
针对晶体生成模型中生成结构缺乏动力学稳定性的问题，提出声子分数（PhononScore），通过晶体结构预测稳定性分数，构建多保真度声子数据集。经测试，该方法显著提高候选材料动力学稳定性，为材料发现等提供高效稳定性评估。
2026-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Role of Polar Phonons in the Photo Excited State of Metal Halide Perovskites
高效钙钛矿太阳能电池的发展引发了对这些材料光学特性的大量测量。对于研究最多的甲基铵（MA）PbI $_3$钙钛矿，已经通过各种实验报道了大范围（6-55 meV）的激子结合能。激子在室温下是否存在还不清楚。对于MAPb $X_3$钙钛矿，我们报告相对论$GW$ -BSE计算。该方法能够直接从第一性原理计算激子性质。在低温下，它预测激子结合能与报告的“大”值。对于MAPbI $_3$，在此频率范围内存在的声子模式对离子屏蔽的贡献可以忽略不计。通过从有限温度分子动力学计算极化时间，我们表明，在室温下，这不会改变。因此，我们排除离子屏蔽作为实验观察到的激子结合能在室温下减少的解释。
2016-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Screening for Two dimensional MX$_2$ semiconductors with possible high room temperature mobility
本文计算了14种组分为MX $_2$的二维半导体材料的电子迁移率，其中M（= Mo，W，Sn，Hf，Zr，Pt）为过渡金属，X为S，Se，Te。用形变势近似处理散射矩阵。长波纵向声学和光学声子散射。压电散射在没有反转对称性的化合物也被考虑在内。在这14种化合物中，我们发现WSe $_2$，PtS $_2$和PtSe $_2$具有高的电子迁移率和有限的带隙，是一种很有前途的化合物。PtSe $_2$中的声子有限迁移率在室温下达到约3000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$，这是化合物中最高的。局域密度近似下的带隙为1.25 eV。我们的研究结果可以指导实验，以寻找更好的二维材料，为未来的半导体器件。
2015-05-21 cond-mat.mtrl-sci
The dynamical role of optical phonons and sub-lattice screening in a solid-state ion conductor
本文通过皮秒时间分辨阻抗测量与计算，揭示了 Li0.5La0.5TiO3 中光学声子及电荷转移引起的 TiO6 畸变对降低 Li+ 迁移势垒、增强超快离子迁移的关键作用，并提出一种新的超快光谱探测方法。
2025-04-11 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
Reversible Modulation of Thermal Conductivity in GaN through Strain-Field Screening around Dislocations
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Mines Saint-Étienne（圣艾蒂安国立高等矿业学院）
研究通过应变调控GaN中位错集合，实现热导率的可逆增强，揭示了应变对晶格热导率的调控机制。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon-averaged approximation for first-principles computations of electron relaxation times and transport properties in semiconductor materials
我们提出了一个简单而有效的近似的电子-声子散射率适合于高通量筛选候选材料的热电器件，基于电子输运。应用该方法计算了半Heusler化合物的电子输运系数，结果与实验数据相符。通过直接计算的电气和电子部分的热导率，我们发现偏离Wiedemann-Franz定律在这些化合物在高温和低载流子浓度。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Exact formula with two dynamically screened electron-phonon couplings for positive phonon-linewidths approximations
本文提出一个仅含缀饰电子-声子耦合的声子线宽精确公式，确保正定性，兼顾非绝热与关联效应，并证明密度泛函微扰理论无屏蔽图双计数，且扩展至非平衡情形，为声子玻尔兹曼方程提供严格依据。
2025-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Electron-Phonon Coupling in Highly-Screened Graphene
石墨烯的光电发射研究导致了一个长期存在的争议，关于实验的电子-声子相互作用的强度与理论计算相比。使用高分辨率角分辨光电子能谱，我们研究了在铜衬底上生长的石墨烯，其中衬底的金属屏蔽大大减少了电子-电子相互作用，简化了理论和实验之间的电子-声子相互作用的比较。通过考虑非线性裸能带结构，我们能够表明，电子-声子相互作用的强度确实与理论计算相一致。此外，我们观察到一个显着的带隙在狄拉克点的石墨烯。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Time-dependent screening explains the ultrafast excitonic signal rise in 2D semiconductors
我们使用第一性原理非平衡实时方法计算了在SiO $_2$ /Si衬底上的MoS $_2$单分子膜中瞬态反射信号的时间演化。我们的模拟提供了一个简单而直观的物理图像延迟，但超快，信号的上升时间取决于泵浦激光器的过剩能量的演变：在激光能量以上的A-和B-激子，泵浦脉冲激发电子和空穴远离第一布里渊区的K谷。电子-声子和空穴-声子散射导致载流子在K附近向小的$\textit{Active Excitonic Regions}$逐渐弛豫，增强了介电屏蔽。随时间变化的带隙重整化在泡利阻塞和激子结合能重整化中占主导地位。这解释了探测脉冲的瞬态反射信号的延迟建立，与最近的实验数据非常一致。我们的研究结果表明，所观察到的延迟是不是一个独特的签名的激子形成过程，而是由协调载流子动力学及其对屏蔽的影响。
2020-10-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Piezoelectric exciton-acoustic phonon coupling in single quantum dots
对InAs/AlAs自组装量子点进行了温度、激发强度和能量变化下的显微光致发光谱研究。激子发射线（零声子线，ZPL）由于形变势机制的激子-声学声子耦合而呈现宽边带。此外，窄的低能量边带在约0.25 meV的ZPL归因于激子声学声子压电耦合。在降低激发能或强度时，这些带逐渐主导量子点的发射光谱，同时ZPL消失。在高激发强度下，由于压电耦合的边带强烈减少，ZPL占主导地位的光谱作为一个结果，由光生自由载流子的压电耦合的屏蔽。
2008-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced Dynamic Kohn Anomalies in Graphene
我们开发了一个理论的声子能量色散在石墨烯由于库仑和电子-声子（e-ph）相互作用的综合影响的重整化。我们通过声子自能的精确解析推导得到了重整化声子能谱，发现LO声子在声子波矢$q = ω/v, 2k_F\pmω/v$处有三个明显的Kohn反常，TO声子在声子波矢$q = ω/v$处有一个明显的Kohn反常.与普通金属中常见的KA $q = 2k_F$相反，石墨烯中这些新KA的存在源于e-ph相互作用的动态屏蔽（伴随着Born-Oppenheimer近似的崩溃）和石墨烯e-ph耦合的独特手性。
2008-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Phonon Hybridization in Doped Semiconductors from First Principles
本研究针对掺杂半导体中等离激元与声子的非绝热杂化及相互屏蔽的第一性原理研究空白，通过将戴森方程转化为等效阻尼振子的频率无关动力学矩阵实现计算，结果与拉曼数据吻合，为相关光谱实验提供理论参考。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overscreening-free electron-phonon interaction in realistic materials
针对现有电子-声子相互作用模型的过度屏蔽误差，提出正确表述并在MgB2中验证，显著提升声子线宽，质疑传统方法并影响多个相关领域。
2023-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Globally Optimal Band Structure for Thermoelectrics in Realistic Systems
观察到在任何尺寸下的声学声子变形势散射的线性色散理论上规定了一个恒定的电荷传输分布，所需的boxcar配置文件，以最大限度地提高热电品质因数。在声子变形散射下，线性色散被两个传输带隙压缩以获得最佳带宽，然后理论上构成可能在实际系统中出现的全局最佳定性能带结构。
2022-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonons in single and few-layer MoS2 and WS2
我们报告从头计算的声子色散关系的单层和散装dichalcogenides二硫化钼和WS2。我们详细探讨的拉曼活性模式，A1g和E2g作为层数的函数的行为。与最近的拉曼光谱测量结果一致[C. Lee et.例如，ACS Nano Vol.4，2695（2010）]中，我们发现A1g模式的频率随着层数的增加而增加，而E2g模式的频率降低。我们解释了这种减少通过增强的电介质屏蔽的有效电荷之间的长程库仑相互作用与层数的增长。由于层间相互作用较弱，这种长程部分的减少过度补偿了短程相互作用的增加。
2011-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Exciton dissociation mediated by phonons in organic photovoltaics
本研究证明声子能过屏蔽裸电子-空穴吸引力使其在短距离变为排斥，从而驱动激子解离，该机制对有机太阳能电池材料物理机制有重要影响，可为优化效率提供新策略。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced electron-phonon interaction in multi-valley materials
通过理论和实验相结合的努力，我们发现了一个尚未确定的机制，大大加强了电子-声子耦合的材料中，电子积累导致人口的多个山谷。以原子厚度的过渡金属二硫属化物为原型，我们认为该机制是由于声子引起的不同谷的异相能量移动，导致谷间电荷转移，降低了静电屏蔽的有效性，从而增强了电子-声子相互作用.这种效应在物理上是强大的，它可以在许多材料和现象中发挥作用，正如我们通过讨论其与超导性发生相关的实验证据所说明的那样。（由于篇幅限制，摘要较短-全文见手稿）
2019-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusive Phonons in Nongray Nanostructures
纳米结构半导体材料由于其抑制声子输运同时保持电性能的潜力而成为热电材料的有希望的候选者。模拟复杂几何结构中的声子边界散射对于预测具有高转换效率的材料至关重要。然而，同时存在的弹道和扩散声子的挑战的发展模型，是准确的和计算上容易处理的。利用最近发展的第一性原理玻尔兹曼输运方程（BTE）方法，我们研究了具有宽平均自由程（MFP）分布的纳米材料中的扩散声子。首先，我们推导出短MFP限制的抑制功能，表明它不一定恢复标准扩散运输预测的值，挑战以前的假设。其次，我们确定了一个罗宾型边界条件描述扩散表面内傅立叶定律，扩展的有效性扩散传热的克努森数。最后，我们使用这个结果开发一个混合傅立叶/BTE方法来模拟现实的材料，获得良好的协议与实验。这些结果提供了对实验范围内的材料中的热传输的见解，并为大规模筛选纳米结构热电材料提供了机会。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-enforced ideal lantern-like phonons in ternary nitride Li$_6$WN$_4$
凝聚态系统包含费米子和玻色子准粒子。由于费米能级的限制，具有高维简并流形（即，节线和节面）在电子系统中还没有发现。本文根据第一性原理计算和对称性分析，证明了实际三元氮化物Li $_6$ WN $_4$在声子谱中具有理想的（接近平坦的）表面和表面线结构。这些节点简并的形状像灯笼，它们的存在是由非对称对称性保证的。相应的拓扑声子表面态正好覆盖了表面布里渊区（BZ）的一半，因此可以与传统的半导体线和半导体表面半金属区分开来。我们的研究结果证实了理想灯笼状声子在现实材料中的存在，丰富了拓扑量子相的分类，为研究单一材料中的线-面声子相互作用提供了良好的基础.
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Surface polar optical phonon interaction induced many-body effects and hot-electron relaxation in graphene
我们从理论上研究了极性材料衬底上石墨烯中电子-表面光学声子相互作用效应的各个方面。我们计算的电子自能在表面声子介导的电子-电子相互作用的存在下，专注于如何线性手性石墨烯色散重整化的表面声子。利用多体微扰理论计算了考虑电子-极性光学声子相互作用的石墨烯中的电子自能和准粒子谱函数。计算了自由电子在介质基片中与表面光学声子极性相互作用的散射率随电子能量、温度和载流子密度的变化。讨论了屏蔽对自能和散射率的影响。我们的理论提供了一个全面的定量（和定性）图片表面声子相互作用诱导的多体效应和热电子弛豫狄拉克材料。
2013-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio downfolding for electron-phonon coupled systems: constrained density-functional perturbation theory (cDFPT)
我们对电子-声子耦合系统提出了一个从头算下折方案。在这个方案中，我们计算部分重整化的声子频率和电子-声子耦合，其中包括高能电子的屏蔽效应，以构建一个现实的哈密顿量组成的低能电子和声子的自由度。我们表明，我们的计划，我们称之为约束密度泛函微扰理论（CDFPT），可以通过稍微修改传统的DFPT，这是从第一原理计算声子性质的标准方法之一。我们的方案可以应用于各种声子相关的问题，如超导性，电子和热输运，热电性，压电性，介电性和多铁性。我们相信，cDFPT的强关联材料中的声子的作用的理解提供了坚实的基础。在这里，我们将该方案应用于富勒烯超导体，并讨论如何构建现实的低能哈密顿量。
2015-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrathin 2D-oxides: a perspective on fabrication, structure, defect, transport, electron and phonon properties
在原子级薄的2D材料领域中，尽管有大量的层状氧化物结构易于剥离，但氧化物相对未被开发。从应用的角度来看，对超薄膜氧化物纳米结构的兴趣越来越大。在这篇透视论文中，讨论了在理解二维氧化物的基本性质方面的最新进展。考虑了两类二维氧化物：（1）范德华键合的层状材料，其中过渡金属处于其最高价态（由V $_2$ O $_5$和MoO $_3$表示）和（2）层状材料，在正碱金属阳离子层和带负电荷的过渡金属氧化物层（LiCoO $_2$）之间具有离子键合。对后者提出了化学剥离过程及其与机械剥离相结合的方法。结构相稳定性的所得纳米片，阳离子的大小和氧化物中的缺陷的重要性的作用进行了讨论。二维声子，电子能带结构和电子屏蔽的影响被放置在什么是已知的其他二维材料，如过渡金属二硫属化物的上下文中。在多体微扰理论的水平上使用准粒子自洽$GW$方法讨论了电子结构，其中的准确性进行了严格的评估，包括电子-空穴相互作用的屏蔽和电子-声子耦合的影响。的预测发生的二维电子气上的锂覆盖表面的LiCoO $_2$和它的关系的拓扑方面的能带结构和键合的表面上的基本作用的一个例子。最后，一些案例研究的电子输运和使用这些氧化物在纳米场效应晶体管。
2021-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of screening and superconductivity in low-dimensional materials
库仑相互作用的定量描述开发的二维超导材料，使我们能够比较内在与外部屏蔽效应，如那些由于基板。使用的掺杂单层的二硫化钼嵌入在一个可调的介电环境中的例子，我们证明了外部屏蔽的影响是有限的长度尺度，从下面的准二维材料的有效厚度和从上面的固有的屏蔽长度的范围。因此，它被发现，非常规的库仑驱动的超导性不能诱导在二硫化钼单独通过调整衬底的属性。我们对延迟Morel-Anderson库仑势{μ*}的计算表明，库仑相互作用（由约化层厚度和衬底性质重整化）可以改变单层MoS 2中电子-声子驱动超导相的起始位置，但对最佳掺杂下的临界温度没有显著影响。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Picosecond dynamics of hot carriers and phonons and scintillator non-proportionality
我们已经开发了一个模型，描述了非热载流子和声子输运的基础上的非比例响应的振荡器。我们表明，在光子吸收后立即产生的e-h分布的热化可能需要比非比例信号形成的时间更长。载流子和LO声子分布在此期间保持非简并在准平衡温度远远超过室温。我们解决平衡方程描述在热的双极等离子体的电子/空穴和声子的能量交换。考虑到动态屏蔽，我们计算在所有温度下的双极扩散系数。NaI的非比例光产额计算结果与实验数据一致。我们讨论了一个非平衡模型的影响，比较其预测与模型的基础上运输的热化载体。最后，非平衡效应的证据建议的非比例曲线的形状和广泛的分散体中观察到的数据在阈值附近的K-浸渍光谱。预测曲线的比较表明，在7-8 eV的范围内的变形电位值良好的协议。
2012-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Bottleneck Identification in Disordered Nanoporous Materials
纳米多孔材料是用于热电的有前景的平台，因为它们提供高热导率可调谐性，同时保持良好的电性能，这是高效热能转换的关键要求。了解孔排列对热传输的影响对于工程实际材料是至关重要的，其中孔无序是不可避免的。虽然在纳米结构中的热尺寸效应建模方面已经取得了相当大的进展，但由于准确结果所需的模拟时间缓慢，因此在大相空间上筛选此类材料仍然是一个挑战。我们使用密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程，计算无序多孔材料的热导率。通过利用图论和回归分析，我们确定了一组代表声子瓶颈的孔，并获得热传输的描述符，基于这些孔之间的孔-孔距离的总和。这种方法提供了一个简单的工具，以估计声子抑制在现实的多孔材料的热电应用，提高我们的理解无序材料中的热输运。
2017-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Lattice-to-Total Thermal Conductivity Ratio: A Phonon-Glass Electron-Crystal Descriptor for Data-Driven Thermoelectric Design
Kyoto University（京都大学）；Northwestern University（西北大学）；Osaka University（大阪大学）
本文提出晶格-总热导率比0.5作为热电材料优化的描述符，结合机器学习模型筛选低热导率候选材料并指导优化，推动材料发现与性能提升的结合。
2026-04-25 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Dynamical screening in strongly correlated metal SrVO3
实际材料中关联电子间库仑相互作用的动力学屏蔽效应尚未被广泛考虑。在这封信中，我们尝试将频率相关的库仑相互作用纳入局域密度近似加动态平均场论的从头算电子结构计算框架中，然后选择SrVO 3作为原型材料来证明动态屏蔽效应的重要性。结果表明，它能使费米能级附近的谱重归一化，有效质量增大，t2g准粒子带宽明显减小。计算结果与最近的角分辨光电子能谱实验和玻色因子分析计算相一致。
2012-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Predicting Lattice Phonon Vibrational Frequencies Using Deep Graph Neural Networks
University of South Carolina（南卡罗来纳大学）；National Institute of Standards and Technology（国家标准与技术研究所）；Theiss Research
晶格振动频率与许多重要的材料性质有关，例如导热性、导电性以及超导性。然而，使用密度泛函理论（DFT）方法计算振动频率对于材料筛选中的大量样本来说计算量太大。在这里，我们提出了一种基于深度图神经网络的算法，用于高精度地从晶体结构预测晶体振动频率。我们的算法使用零填充方案来解决振动频谱的可变维度。对15,000和35,552个样本的两个数据集的基准研究表明，预测的聚合$R^2$得分分别达到0.554和0.724。我们的工作证明了深度图神经网络除了预测声子态密度（DOS）和电子态密度之外，还能够学习预测晶体结构的声子谱特性，其中输出维度是恒定的。
2021-11-10 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Screening the organic materials database for superconducting metal-organic frameworks
本研究利用电子-声子耦合代理指标高通量筛选有机材料数据库中的金属-有机框架，识别超导候选物，并发现 C$_{9}$H$_{8}$Mn$_{2}$O$_{11}$ 在 100 mK 以下具有超导证据。
2024-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
