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
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
Ground-state polariton condensation in 2D-GaAs semiconductor microcavities
在非共振脉冲光激发下，我们观察到二维GaAs/AlAs半导体微腔中的基态极化激元凝聚。我们通过研究极化激元光致发光的空间、角度、相干性、能量和瞬态动力学来解决极化激元凝聚体的形成。对于高的激发密度，我们还观察到从弱到强耦合制度在时域的过渡和解决的相干极化激元状态的建立。
2009-07-22 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
Reversal of spin polarization in Fe/GaAs (001) driven by resonant surface states: First-principles calculations
在Fe/GaAs（001）界面处的少数自旋共振态被预测为通过该界面传输的电子的电压偏置来反转自旋极化。在局域自旋密度近似下，利用格林函数方法计算了Fe/GaAs/Cu隧道结中自旋相关电流随外加偏压的变化。我们发现，由于界面少数自旋共振，隧穿电子的自旋极化的符号随偏压的变化。这一结果解释了最近的实验数据自旋注入Fe/GaAs接触和隧道磁电阻在Fe/GaAs/Fe磁性隧道结。
2007-07-24 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
Spontaneous Spin Coherence in n-GaAs Produced by Ferromagnetic Proximity Polarization
我们发现，光激发电子在n-GaAs外延层中快速（< 50 ps）自旋反转，由于邻近的外延铁磁金属。MnAs/GaAs和Fe/GaAs结构之间的比较表明，这种相干自旋极化分别与它们的磁化方向反平行和平行。此外，GaAs核自旋是动态极化的，其符号由自发电子自旋取向决定。在Fe/GaAs中，核超精细和外加磁场之间的竞争导致电子自旋进动完全猝灭。
2002-01-19 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
Optical alignment and polarization conversion of neutral exciton spin in individual InAs/GaAs quantum dots
我们研究了在磁场中通过光学取向和激子极化转换实现的InAs/GaAs自组装量子点中激子自旋存储。准共振声子辅助激发被成功地用来定义中性激子的初始自旋极化。沿着高达90%的明亮激子本征轴产生的线性偏振的守恒和高达47%的从圆偏振到线性偏振的转换都证明了相对于辐射寿命的非常长的自旋弛豫时间。结果进行了定量比较赝自旋1/2，包括重轻空穴混合模型。
2008-01-03 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
Polarization Independent Ground State Optical Transitions in Closely Stacked InAs/GaAs Columnar Quantum Dots
本工作提出了一个分析的电子和光学性质的InAs/GaAs柱状量子点（QD）进行数百万原子紧束缚模拟。偏振相关的基态光学跃迁强度的曲线图预测，通过设计柱状QD中的QD层的数量，可以在1550 nm发射/吸收波长处实现接近零的偏振度。这些结果是有希望的设计，需要偏振不敏感的光学响应，如半导体光放大器的光学器件。
2020-06-20 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
Determination of spin polarization in InAs/GaAs self-assembled quantum dots
研究了InAs自组装量子点系综中电子的自旋极化。一个统计的自旋能级的人口的方法允许一个推断的自旋极化从测量值的附加能量。从磁电容谱数据，作者发现了一个完全极化的电子自旋系综高于10 T时，$\mathbf{B}\parallel[001]$和在2.8 K。最后，通过包括g-张量各向异性的自旋极化与磁场$\mathbf{B}$取向和强度的角度依赖性可以确定。
2008-03-16 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
Comment on "Density dependence of electron-spin polarization and relaxation in intrinsic GaAs at room temperature"
我们对Teng等人[J. Phys. D：Appl. Phys. { \bf 42}，135111（2009）]的结论进行评论，即在本征体GaAs中，在高载流子密度下，Bir-Aronov-Pikus机制比D 'yakonov-Perel'机制更重要。我们指出自旋弛豫完全来自D 'yakonov-Perel'机制。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear charge transport in highly polar semiconductors: GaN, AlN, InN and GaAs
在本文中，我们提出了一个收集的结果集中在掺杂的直接带隙反带高极性III族氮化物半导体（GAN，AlN，InN）和GaAs的瞬态和稳态的输运性质，通过使用非线性量子动力学理论的基础上的非平衡统计系综形式主义（NESEF）计算。在本文中，这些结果进行了比较，计算usingMonteCarlo模拟和实验测量。在中到高电场存在下，考虑了n型和p型材料在不同温度和载流子浓度下的非线性量子动力学理论计算结果与MonteCarlo计算结果和实验数据之间的一致性非常好，从而令人满意地验证了NESEF。
2021-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Electron Spin Dynamics and Hyperfine Interactions in Fe/Al_0.1Ga_0.9As/GaAs Spin Injection Heterostructures
研究了Al_（0.1）Ga_（0.9）As/GaAs量子阱异质结中自旋极化电子与晶格核的超精细相互作用。自旋极化电子从金属铁磁体穿过肖特基隧道势垒电注入半导体异质结构。自旋极化的电子流动态地极化量子阱中的原子核，而极化的原子核反过来改变电子自旋动力学。通过发射的电致发光的圆偏振检测稳态电子自旋。核极化和电子自旋动力学的精确模拟使用GaAs中的光学取向的形式主义。量子阱中的核自旋极化强烈地依赖于量子阱中的电子自旋极化，但仅弱地依赖于量子阱中的电子密度。我们能够观察到核磁共振（NMR）在低施加磁场的数量级为几百Oe的电调制自旋注入量子阱。电驱动的NMR明确地证明了由于电子自旋而使原子核感受到的Knight场的存在。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Enhancement of Electron Spin Polarization from a Strained GaAs/GaAsP Superlattice Photocathode
Old Dominion University（老道明尼大学）；Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）
该研究通过MOCVD生长应变GaAs/GaAsP超晶格光电阴极，冷却至195 K时获95.0%±2.4%的电子自旋极化度，明确两种去极化机制，证实195 K冷却为实用的高极化GaAs基电子源制备途径。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
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
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
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
Implication of the double-gating mode in hybrid photon counting detector for measurements of transient heat conduction in GaAs/AlAs superlattice structures
理解和控制纳米尺度下固体中的热输运对于设计和增强新一代光电、热电和光子器件的性能至关重要。在这方面，半导体超晶格结构提供了一个独特的平台来研究与固体中的声子传播相关的现象，如热传导。瞬态X射线衍射可以直接探测原子运动，因此是对凝聚态物质中声子动力学敏感的罕见技术之一。本文利用EIGER 2探测器研究了GaAs/AlAs超晶格结构中的光诱导瞬态热传导。基准实验已在奥地利SAXS光束线在Elettra Sincrotrone的里雅斯特，在混合填充模式下运行。我们表明，漂移的实验条件，如同步辐射光束的波动，变得不那么重要时，利用EIGER 2双门模式，导致更快地获得高质量的数据，并有利于数据分析和数据解释。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quasi-equilibrium optical nonlinearities in spin-polarized GaAs
半导体布洛赫方程微观描述了库仑相互作用、自旋非极化电子-空穴等离子体的动力学，可以在两种极限下求解：相干态和准平衡态。这些方程最近已扩展到包括自旋自由度，并用于解释自旋动力学的相干制度。在准平衡极限下，人们在两带模型中求解Bethe-Salpeter方程，以描述任意密度的自旋非极化等离子体内的库仑相互作用如何影响光吸收。在这项工作中，我们修改了Bethe-Salpeter方程的解，以在三带模型中包括自旋极化和光洞，这使我们能够解释吸收中多体效应的自旋极化版本。计算的吸收再现自旋依赖，密度依赖和光谱的趋势，在室温下观察到在体砷化镓，在最近的泵浦-探测实验与圆偏振光。因此，我们的结果可能是有用的密度依赖的自旋极化半导体的光学非线性的微观模型。
2007-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
