The spin-switch scanning tunneling microscopy: an architecture to probe electron-phonon interactions in the atomic scale
提出自旋开关扫描隧道显微镜架构，利用FM/SG/FM结构中的电阻开关行为，通过隧道电子诱导自旋转移力矩或自旋-声子相互作用，实现对任意材料原子尺度电子-声子相互作用的成像。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of Phonon Softening across a Charge Density Wave Transition due to Quantum Fluctuations
本研究通过从头算有限温度模拟发现，CsV3Sb5在CDW转变中声子软化的缺失和弱一级转变源于晶格量子零点运动，揭示了量子效应对重元素材料宏观性质的关键影响。
2024-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Casimir regime in two-dimensional nanoribbon phonon conduction
与三维（3D）纳米结构形成鲜明对比，我们发现，在二维（2D）纳米带的边界散射单独不会导致一个有限的声子平均自由程。如果结合一个固有的散射机制，2D边界散射确实减少了整体的平均自由程，但后者不成比例的带宽度，不像众所周知的Casimir制度发生在3D纳米线。我们表明，边界散射可以占一个简单的Mathiessen型的方法为许多不同的3D纳米线的横截面形状，但这是不可能的，在2D纳米线的情况下，需要一个完整的解决方案的玻尔兹曼输运方程。这些事实对悬浮纳米结构的热导率有很强的影响。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Mono-, Bi-, and Tri-layer Charge Density Waves in 1T-TaS_2 by Transmission Electron Microscopy without a Substrate
电荷密度波（CDW）主要发生在低维系统中，具有类似于超流体和超导体的宏观波函数。Kosterlitz-Bronchless（KT）相变在超流体和超导体中被观察到，但超薄CDW系统中KT相变的存在一直是一个悬而未决的问题。本文报道了用低压扫描透射电子显微镜（STEM）在无衬底的情况下，直接实空间观察到单层、双层和三层1 T-TaS_2晶体中具有新有序态的CDW。这种方法是观察局部原子结构和可能的缺陷的理想方法。我们清楚地观察到，在没有三重q条件q_1 + q_2 + q_3 = 0的情况下，单层晶体具有一个新的三斜条纹CDW序。强的电子-声子相互作用引起新的裂缝（线）型缺陷，而不是向错（点）型缺陷，由于KT过渡。这些结果再次证实了电子-声子相互作用在单层纳米物理中的重要性。
2017-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Control of the phonon band gap with isotopes in hexagonal boron nitride
物质组成元素的同位素质量对振动模式的能量有众所周知的影响。用单色扫描透射电子显微镜对六方氮化硼的声子能带结构进行了实验研究，发现在面内光学声子模和声子谱的低能部分之间存在声子带隙。声子带隙的大小可以通过硼的同位素质量来控制。而在$^{11}$ BN中，声子带隙约为7 meV宽，在$^{10}$ BN中，带隙几乎闭合，小一个数量级（低于0.5 meV）。这为操纵太赫兹波通过同位素结构的器件的传播打开了令人兴奋的选择，否则在化学上不同的组分之间没有界面。
2023-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Understanding Phonon Scattering by Nano-Precipitates in Potassium-Doped Lead Chalcogenides
我们提出了一个全面的实验和理论研究的声子散射的纳米沉淀在钾掺杂的PbTe，PbSe和PbS。我们强调的沉淀物的尺寸分布测量显微镜，其调整允许热导率低于一个单一的大小可实现的限制的作用。尺寸分布和声子在不同频率范围内对热导率的贡献之间的相关性为实验测量的热导率提供了物理基础，并为估计最低可实现的热导率提供了标准。这些结果对纳米结构体热电效率的提高有明确的意义。
2018-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnon diffuse scattering in scanning transmission electron microscopy
我们提出了一个理论和模拟的热漫散射由于激发的磁振子在扫描透射电子显微镜。计算表明，磁振子可以呈现原子的对比度时，检测到的电子能量损失谱使用原子大小的电子束。结果表明，体心立方铁在300 K时的磁振子漫散射强度比原子振动引起的热漫散射强度弱4个数量级。在声子和磁振子分散不重叠的能量范围内，单色扫描透射电子显微镜配备直接电子探测器的光谱预计将解决磁振子光谱签名。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermal diffuse scattering in TEM: complex absorptive potentials compared to the frozen phonon model
Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology（Brno理工大学物理工程学院）；Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文学系）
本文针对透射电子显微镜的热漫散射，将复吸收势方法与基于关联原子运动和爱因斯坦模型的冻结声子模型进行了比较，以分析电子传播建模中的吸收效应。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Full Crystallographic Imaging of Hexagonal Boron Nitride Monolayers with Phonon-Enhanced Sum-Frequency Microscopy
本研究提出相位分辨和频显微镜，利用声子增强实现hBN单层快速成像，并揭示其晶体取向与氮终止锯齿边缘，为范德华材料表征提供超灵敏工具。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Absence of phonon-mediated superconductivity in La$_3$Ni$_2$O$_7$ under pressure
针对压力下La$_3$Ni$_2$O$_7$的超导机制研究空白，通过密度泛函理论结合Wannier插值计算，证实其电声耦合不足以支撑约80 K的超导转变温度，表明该材料属于非常规超导体。
2024-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Atomically localized ingredient-dependent interface phonon in heterogeneous solids
声子是非金属固体中的主要热载体。在成分不均匀的材料中，热性质被认为主要是由质量无序和应变涨落引起的声子输运中断所决定的，而成分涨落引起的局域声子态的影响通常被忽略。在这里，通过扫描透射电子显微镜电子能量损失谱和复杂的计算，我们确定的成分依赖的界面声子模式在AlxGa 1-xN的振动特性和量化的各种贡献的本地界面热导。我们表明，原子尺度的组成波动有显着的影响，振动热力学性质，高度影响的模式比和振动振幅的界面声子模式，并随后重新分配其模式的ITC的贡献。我们的工作为理解纳米级不均匀性中的局部声子边界相互作用提供了基本见解，这揭示了通过工程成分分布优化热性能的新机会。
2022-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Anomalous Electron-Phonon Coupling in the Temperature Renormalization of the Gap of CsPbBr$_3$ Nanocrystals
本研究通过温度和压力相关的PL测量分离胶体CsPbBr₃纳米晶体带隙温度变化的热膨胀与电子-声子贡献，发现其无反常电子-声子耦合，为A位阳离子不参与该相互作用时的带隙温度依赖性提供深入理解。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of electron-electron and electron-phonon interactions in the low temperature phase of 1T-TaS2
研究了层状双硫族化合物1 T-TaS 2中电荷密度波（CDW）序与Mott关联能隙共存的奇异绝缘态的电子结构中电子-电子和电子-声子相互作用的相互作用.具有高空间和能量分辨率的扫描隧道显微镜和光谱测量明确地确定CDW和Mott间隙分别为0.20-0.24 eV和0.32 eV，通过跨多重形成的能隙测量的真实空间电子相位。一个不寻常的局部减少的莫特间隙上的缺陷网站，这表明重整化的电子-声子耦合的现场库仑相互作用的预测由Hubbard-Holstein模型。Mott能隙重整化为1 T-TaS 2的无序诱导准金属相提供了新的见解。
2015-05-04 cond-mat.mtrl-sci
X-ray Free Electron Laser based Dark-Field X-ray Microscopy
暗场X射线显微术（DFXM）是一种无损的全场成像技术，可提供深埋晶体元件中微观结构和局部应变场的三维成像。这是通过在衍射光束中放置一个物镜来实现的，从而给出放大的投影图像。到目前为止，该方法已应用于毫秒到小时的时间分辨率。在这项工作中，我们考虑的可行性DFXM在皮秒时间尺度使用X射线自由电子激光源和泵浦探测计划。我们将热机械应变波模拟与几何光学和波前传播光学相结合，模拟了金刚石单晶中声子动力学的DFXM图像。以直线加速器相干光源（LCLS）上的XCS仪器的规格为例，模拟DFXM图像清晰地显示了应变波的传播。
2021-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy, band-to-band transitions, phonon modes, and oxidation properties of cobalt-oxide core-shell slanted columnar thin films
采用掠射角沉积法在硅衬底上制备了高度有序、空间相干的钴倾斜柱状薄膜，并在475 $^{\circ}$ C下退火氧化。扫描电子显微镜，拉曼散射，广义椭圆偏振，和密度泛函理论的调查揭示了形状不变的转变的倾斜纳米柱从金属到透明的金属氧化物核壳结构的尖晶石钴氧化物的特性。我们发现Co-SCTF的钝化产生CoAl $_2$ O $_3$核壳结构，该结构通过使用原子层沉积的几纳米氧化铝的共形沉积产生，完全防止了钴在环境中的氧化和退火至高达475 $^{\circ}$ C。
2015-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Visualizing phonon edge states on molybdenum disulphide
本研究通过分子动力学模拟揭示二硫化钼纳米颗粒边缘增强的原子振动源于低能声子边缘态，并开发了基于等变神经网络势的工作流程，实现有限DFT计算向更大系统的准确外推。
2025-09-10 cond-mat.mtrl-sci
The frequency-resolved frozen phonon multislice method and its application to vibrational EELS using parallel illumination
我们探讨的能力，频率分辨冻结声子多层方法介绍物理。124，025501（2020）来模拟透射电子显微镜中的非弹性振动散射。我们详细回顾了该方法，并讨论了使用所谓的热点恒温器，而不是我们的第一份报告中使用的$δ$ -恒温器的优点。应用该方法模拟了平面波照射下六方氮化硼的振动电子能量损失谱。模拟的光谱信息很好地代表了所研究材料的理论声子能带结构，无论是在能量方面，以及个别声子模式的偏振矢量。
2021-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Scattering by flexural phonons in suspended graphene under back gate induced strain
我们研究了掺杂悬浮石墨烯中电子的离面（弯曲）声子散射及其对电荷输运的影响。在自由站立的情况下（没有应变）的弯曲分支显示二次色散关系，这成为线性在长波长下，当样品处于张力下，由于旋转对称性破缺。在非应变的情况下，弯曲声子的散射是电子迁移率的主要限制。当考虑高于$\bar{u}=10^{-4} n(10^{12}\,\text{cm}^{-2})$的应变时，该图发生了显著变化。在这里，我们特别研究背栅诱导应变的情况下，并将我们的理论研究结果应用到最近的实验中悬浮石墨烯。
2012-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Strain-voltage and current-voltage Scanning Probe Microscopy (SPM) response of ionic semiconductor thin films: probing of deformation potential
我们分析计算了“带电SPM尖端电极/间隙/离子半导体薄膜”异质结构由于（a）离子浓度局部变化引起的电流-电压和应变-电压响应（化学计量贡献）;（b）受体（供体）电荷状态（通过离子半径变化的再充电贡献）;（c）自由电子（空穴）浓度（通过变形势的电子-声子耦合）。对应变-电压SPM的贡献（b）以前没有计算过，而贡献（c）以前甚至没有预测过，而我们对相关氧化物进行的估计表明（c）的强度似乎与（a，b）相当。对于离子阻挡尖端和基板电极的情况下，主要是空穴（电子）浓度的变化有助于膜表面的电压依赖性机械位移，直接登记的应变SPM。因此，我们预测，SPM测量的离子半导体表面位移可以提供重要的信息的受体（施主）的电荷状态和电子（空穴）-声子的相关性通过变形势的局部变化。我们得到了具有可动受主（施主）和空穴（电子）的离子半导体薄膜的静态和动态非线性电流-电压和应变-电压磁滞回线的大量变化。在相关氧化物和电阻开关材料如p-La 1-xSrxMnO 3-d和La 1-xSrxCoO 3-d中实验观察到具有明显记忆窗口和双回线的电流-电压滞后，而预测的压电和蝴蝶形状的应变-电压滞后需要SPM的实验证明。
2010-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Electron Microscopy: A Quantitative Platform for Nonequilibrium Materials Research
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文综述超快电子显微镜作为定量平台，用于研究非平衡材料中能量流动与结构演化，强调其从定性工具向定量平台的转变，并展望建立激发-功能因果链的潜力。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.ins-det
Absence of Acoustic Phonon Anomaly in a Kagome Metal with Short-ranged Structural Modulation
本文利用弹性与非弹性 X 射线散射研究 Kagome 金属 CsCr₃Sb₅ 的结构转变，发现其超晶格关联短程且无声学声子异常，表明电子-声子耦合弱，结构转变可能源于非常规电荷密度波序。
2024-10-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local measurement of the Eliashberg function of Pb islands: enhancement of electron-phonon coupling by quantum well states
利用扫描隧道显微镜在1 K以下获得了Pb岛在Cu（111）上的非弹性隧道谱，该谱提供了一种直接获得具有高能量分辨率的局域Eliashberg函数的方法. Eliashberg函数描述了导致常规超导性的电子-声子相互作用。测得的Eliashberg函数强烈地依赖于Pb纳米结构的局部厚度，并且当Pb岛的量子阱态接近费米能时显示出尖锐的最大值。从头计算结果表明，这与增强的电子-声子耦合在这些厚度。
2014-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optical-phonon mediated exciton energy relaxation with highly preserved spin states Optical-phonon mediated exciton energy relaxation with highly preserved spin states in a single quantum dot
在单个量子点中，在光学声子介导的能量弛豫过程中，自旋态的高度保持被证明。光-声子共振和自旋弛豫的相关抑制被清楚地确定为在光致发光激发光谱探测的正三电子发射的下降结构。连续态的不存在使得在相对于圆偏振泵浦的交叉圆偏振检测下的这种观察成为可能。因此，不需要在光-声子共振处施加外部磁场，就可以实现高达~0.85的极高圆偏振度。速率方程分析表明，在能量弛豫过程中的自旋翻转概率被限制在7.5%以下。正激子基态的自旋翻转时间比中性激子基态的自旋翻转时间延长了3倍以上。这对应于自旋翻转时间长于11 ns的正三振子基态。本文还讨论了核极化对测量结果的影响。
2008-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Single Layer In-O Atomic Sheets as Phonon and Electron and Barriers in ZnO-In2O3 Natural Superlattices: Implications for Thermoelectricity
在ZnO的一半的ZnO-In 2 O3二元系统的相是自然的超晶格组成的周期性堆叠的单个InO 2片分离的铟掺杂的ZnO块的间距取决于根据关系In 2 O3（ZnO）k的组合物。表征相结合，原子分辨率，像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）分析，表明每个InO 2层的原子结构由一个单一的连续片的八面体协调的InO 2。这些片也是晶体学反转边界。在800 oC的电导率，热导率和Seebeck系数数据的分析表明，InO 2片不仅通过声子散射降低热导率，而且还对电子输运产生势垒。定性地讨论了势垒的来源、压电效应的作用及其对超晶格间距的依赖性。也有人认为，晶体取向的InO 2片内的单个晶粒也随机取向的多晶材料中的传输障碍。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the acoustic electron-phonon interaction in graphene
使用第一性原理方法，我们计算了在石墨烯中的横向（TA）和纵向（LA）声学声子的声学电子-声子耦合。有效的耦合矩阵元素的分析形式在长波长的限制被发现，即使在较短的波长的第一性原理为基础的矩阵元素给出了几乎定量的描述。利用耦合矩阵元的解析形式，研究了温度为0-200 K，载流子密度为10^{12}~ 10 ^{13} cm^{-2}时声子限制的载流子迁移率.我们发现石墨烯的本征有效声学形变势为6.8 eV，并且当考虑全耦合矩阵元时，即使在没有屏蔽的情况下，迁移率μ T^{-α}的温度依赖性也超过了α= 4的依赖性。我们计算的变形势和从实验测量（18-29 eV）中提取的变形势之间的巨大差异表明，在实验情况下，额外的或修改的声学声子散射机制起作用。
2012-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Reply to Comment on Optical detection of transverse spin-Seebeck effect in permalloy film using Sagnac interferometer microscopy (arXiv:1810.13220)
在他们的评论中，Kimling和Kuschel（以下评论者）挑战我们使用超灵敏的Sagnac干涉仪对磁光克尔效应（MOKE）测量的原始解释，声称横向自旋塞贝克效应（TSSE）不是Ni 80 Fe 20（NiFe）铁磁（FM）的克尔旋转角测量变化的唯一贡献，在存在磁场的情况下受到横向温度梯度的板。提交人声称：（1）总的来说，TSSE到目前为止还没有被完全证明，并且现有的理论，特别是我们在出版物中使用的声子磁振子拖曳模型，实际上不能解释Uchida等人的原始工作。（2）评论者基于对测量效应的大小的估计进行批评，认为要观察我们最初声称的TSSE，我们测量的温度梯度应该比我们测量的值大得多。在这篇回复中，首先，我们总结了以前的文献报道的TSSE响应FM金属系统。其次，我们对评论者所作的必要的大温度梯度的估计提出了异议。重要的是，克尔效应对自旋累积的敏感性（通过TSSE响应）还没有被评论者认识到，事实上，错误地认为克尔效应对TSSE的自旋累积的敏感性与克尔效应对由于温度变化引起的体磁化变化的敏感性相同。总之，我们表明，TSSE是唯一可行的解释我们原来的测量，声子-磁振子拖曳模型确实能够解释我们的结果。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Unusual Electron-Phonon Interactions in Highly Anisotropic Two-Dimensional $Ta_2$$Ni_3$$Te_5$
本文结合角分辨偏振拉曼光谱与DFPT计算，揭示准一维Ta2Ni3Te5纳米薄片中异常的各向异性电子-声子耦合行为，并发现涉及三声子和四声子过程的声子衰变机制，为低维量子材料研究提供了新方法。
2025-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
In-plane vector-field imaging of propagating surface phonon polaritons
Fritz Haber Institute of the Max Planck Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）；Vanderbilt University（范德堡大学）；Italian Institute of Technology（意大利技术研究院）；University of Oviedo（奥维耶多大学）；Institut Langevin, ESPCI Paris, PSL University, CNRS（巴黎高等物理化工学院朗之万研究所，PSL大学，法国国家科学研究中心）；Vorarlberg University of Applied Sciences, Research Center of Microtechnology（福拉尔贝格应用科技大学微技术研究）；Freie Universität Berlin, Department of Physics（柏林自由大学物理系）
提出一种非线性远场显微方法，通过和频产生显微镜选择性地探测面内极化子场分量，实现表面声子极化子的矢量场成像，并实验验证了AlN-空气界面上的传播模式。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Atomic-scale mechanism of enhanced electron-phonon coupling at the interface of MgB$_2$ thin film
该研究结合原子尺度电镜、EELS与ab initio计算，揭示MgB$_2$/MgO界面E2g声子软化及其对电子-声子耦合和超导增强的作用。
2023-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Transient absorption and photocurrent microscopy show hot electron supercollisions describe the rate-limiting relaxation step in graphene
使用瞬态吸收（TA）显微镜作为热电子温度计，我们发现无序辅助声-声子超碰撞（SC）最好地描述了在宽范围的晶格温度（$T_l=$ 5-300 K），费米能量（$E_F=\pm0.35$ eV），和光学探测能量（~0.3 - 1.1 eV）的石墨烯的限速弛豫步骤。与同时收集的瞬态光电流，一个独立的热电子温度计的比较，证实了在石墨烯中的速率限制的光学和电学响应是最好的描述SC-热耗散率模型，$H=A(T^3_e- T^3_l)$。我们的数据进一步表明，衬底支撑的石墨烯中的电子冷却速率是悬浮石墨烯片中的两倍，与SC模型对无序的预测一致。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal properties of SnSe nanoflakes by AFM-based Scanning Thermal Microscopy measurements
本文利用AFM扫描热显微镜测量5–40 nm厚SnSe纳米薄片，发现热阻随厚度增加而增大，证明其热输运遵循傅里叶定律，并归因于室温下约5 nm的短声子平均自由程。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mode-Dependent Phonon Relaxation in fcc Ni: Insights from Molecular Dynamics Simulations with Frozen-Trajectory Excitations
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Poznan University of Technology（波兹南理工大学）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）
本文通过分子动力学模拟与冻结轨迹激发技术，研究fcc镍中声子弛豫的模式依赖性，揭示了超快动态中声子行为的重要性。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Temperature dependent Raman study of phonons of different symmetries in single crystal Bi2Se3
采用改进的Bridgman法生长出了高质量的Bi 2Se 3单晶，用Raman光谱对其进行了详细的研究，并用Laue衍射和高分辨透射电镜对其进行了表征。同时还进行了偏振拉曼散射测量，发现A1 g和A2 g声子模均表现出较强的偏振效应，这与理论预测相一致。在83 K ~ 523 K温度范围内对拉曼激活模进行了温度依赖性研究，观察到了系统的红移。这些声子模的频率与温度呈线性关系，可以用一阶温度系数来解释。A11 g、E2 g和A21 g模式的温度系数分别为-1.44 10 ~（-2）、-1.94 10 ~（-2）和-1.95 10 ~（-2）cm ~（-1）/K。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of anomalous amplitude modes in the kagome metal CsV$_3$Sb$_5$
电荷密度波（CDW）相位通常伴随着软声学声子模式的凝聚，引起晶格畸变和电荷密度调制。最近发现的可果美金属CsV $_3$ Sb $_5$，基于不存在软声子的证据，这一观点受到了挑战。在这里，我们报告的拉曼活性CDW振幅模式在这种材料中，这是集体激发通常被认为是出现了冻结的软声子的观察。振幅模式与其他超晶格模式强烈杂交，赋予它们清晰的温度依赖性频移和加宽，这在其他已知的CDW材料中很少见。模式混合和大振幅模式频率表明，CDW表现出强的电子-声子耦合的特点，声学声子软化可以停止存在的制度。在不存在软声子的情况下观察到的振幅模式突出了CsV $_3$ Sb $_5$中CDW的非常规性质。
2022-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature dependent resistivity in bilayer graphene due to flexural phonons
我们研究了掺杂悬浮双层石墨烯中电子与离面（弯曲）声子的散射。我们已经发现双层膜遵循单层表兄弟的定性行为。在双层中，不同的电子结构与不同的电子-声子耦合相结合，以给出相同的电阻率参数依赖性，特别是相同的温度$T$行为。与单层平行，弯曲声子在应变的情况下主导声子对电阻率的贡献，其中获得与密度无关的迁移率。这种贡献被张力强烈抑制，并且在应变样品中面内声子成为主要贡献。在定量差异中，已经确定了一个重要的差异：双层石墨烯中的空间$T$迁移率显著高于单层。数量差异的根源已经揭开。
2011-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Generalized Mie theory for full-wave numerical calculations of scattering near-field optical microscopy with arbitrary geometries
本文提出基于广义Mie散射方法的全波电动力学数值计算框架，用于任意几何构型散射体的散射型扫描近场光学显微镜近场对比度计算，并展示了其在双曲声子极化激元耦合和核壳增强散射中的应用。
2023-09-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mechanical detection and imaging of hyperbolic phonon polaritons in hexagonal Boron Nitride
到目前为止，二维（2D）材料的中红外纳米成像和光谱学仅限于散射型扫描近场光学显微镜（s-NSOM）实验，其中来自样品的光被金属涂层原子力显微镜（AFM）尖端散射，与纳米级材料相互作用。这些实验最近允许成像的等离子体激元在石墨烯以及双曲声子极化激元（HP 2）在六方氮化硼（hBN）。在这里，我们表明，AFM悬臂梁的高机械灵敏度可以用于成像hBN中的双曲声子极化激元。在我们的成像过程中，hBN微米级薄片的晶格振动被发射的声子极化激元局部增强。这些增强的振动耦合到与样品表面接触的AFM针尖，并在扫描期间记录。成像分辨率优于λ/20，与s-NSOM的最佳分辨率相当。重要的是，这种检测机制是免费的光背景，它实际上是第一个声子极化激元的无光子检测。
2017-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Backfolded acoustic phonons in metal-oxide superlattices
本文报道了高温超导体$ _{2} $、O $ _{7-δ} $和各种钙钛矿锰氧化物薄膜超晶格的喇曼光谱中的低频模的观测结果。我们的研究表明，这些模式是由于超晶格引入的额外周期性的声学声子的回折。这种模式以前只在超纯半导体超晶格中观察到。它们可以用来确定超晶格的双层厚度及其声速。此外，我们使用拉曼显微镜的空间分辨率来映射整个样品的膜厚不均匀性，使这些模式成为表征薄膜超晶格的有用工具。
2019-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic light-electron-phonon coupling and ultrafast carrier separation in ferroelectric BaTiO$_3$
Universität Konstanz（康斯坦茨大学）；Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育与研究学院贝尔汉普尔分校）
通过超快电子衍射和电磁场电子显微镜，发现铁电BaTiO$_3$中光激发导致各向异性电子-声子耦合，并观察到超快电子-空穴对在铁电场下的分离。
2026-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phonon spectra, quantum geometry, and the Goldstone theorem
Zhiyuan College, Shanghai Jiao Tong University（致远学院，上海交通大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）
本文研究了石墨烯中量子几何对声子谱的影响，发现移除量子几何贡献会导致声学声子行为非解析。
2025-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent hot carrier diffusion in boron arsenide single crystals imaged by ultrafast electron microscopy
立方硼砷化物（BAs）由于其高导热性，在微电子热管理领域具有广阔的应用前景。最近，它作为光电材料的潜力也在探索中。然而，由于可用的高质量晶体尺寸小，测量其光载流子输运性质仍然具有挑战性。在这里，我们使用扫描超快电子显微镜（SUEM）直接可视化的光激发载流子在BA单晶的扩散。令人惊讶的是，我们观察到双极扩散在低的光通量与持续的热载流子动力学超过200皮秒，这可以归因于声学和光学声子之间的大的频率间隙，相同的功能，是负责高的热导率。在较高的光通量下，我们观察到自发的电子-空穴分离。我们的研究结果表明，BA是一种有吸引力的光电材料结合高的热导率和优良的光载流子输运性能。我们的研究还证明了SUEM探测新兴材料中光载流子传输的能力。
2022-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of Dirac Electrons in Silicene on Ag (111) Surfaces
我们报道了第一性原理计算，阐明了硅烯在Ag（111）表面的稳定性和电子结构。我们发现硅烯/Ag（111）存在几种稳定的结构，表现出多种扫描隧道显微镜图像。我们还发现在所有稳定结构中，由于Si单层的屈曲和Si与Ag轨道的混合，在费米能级附近Dirac电子都是{ \em缺失}的。相反，我们建议BN衬底或Si表面的氢处理是一个很好的候选人，以保持硅烯中的狄拉克电子。
2012-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient and versatile model for vibrational STEM-EELS
介绍了一种新的方法，用于模拟振动扫描透射电子显微镜电子能量损失谱（STEM-EELS）模拟中的碰撞散射。声子损失过程是由一个修改后的冻结声子近似的分子动力学和弹性多层计算的组合建模。因此，关键的想法是使用一个所谓的$δ$ -恒温器在经典的分子动力学模拟，以产生频率依赖的振动试样的原子结构的配置。该方法包括原子的相关运动，并提供振动光谱图像的成本与标准的冻结声子计算。我们证明了我们的方法与模拟和实验的六方氮化硼（hBN）的15纳米薄片良好的协议。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonon Thermal Hall Effect in quartz and its absence in silica
Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux (CNRS) ESPCI Paris, PSL Université（巴黎高等物理化工学院，PSL大学）；Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
研究通过比较石英和二氧化硅的热传导，发现石英中存在热霍尔效应，而无定形二氧化硅中不存在，揭示了声子气体中热传导的两种通道及磁场所致的熵产差异。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Drastic modification in thermal conductivity of TiCoSb Half-Heusler alloy: Phonon engineering by lattice softening and ionic polarization
本研究通过实验发现TiCoSb半哈斯勒合金中热导率随Sb掺杂发生约47%的剧烈变化，归因于晶格软化与离子极化引起的声子群速度改变和LO-TO分裂，TiCoSb1.02样品热导率最低。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong Phonon-Cavity Coupling and Parametric Interaction in a Single Microcantilever under Ambient Conditions
近年来，通过机械泵实现微/纳机械耦合谐振器的参数化调谐已引起了从基础物理到各种应用领域的广泛关注。然而，耦合谐振器的特殊设计和低功耗的工作条件显着限制了这种调谐技术的广泛应用。在这项研究中，我们将表明，在环境条件下，机械泵可以参数控制的振荡动力学在一个单一的商业微悬臂梁谐振器。在微悬臂梁中观察到了声子与腔体的强耦合和简正模分裂，耦合系数高达~398。声子-腔耦合的强参量相互作用使得能够使用机械泵实现43 dB（3 dB）的参量放大（冷却）。利用机械泵，可显著提高调频开尔文探针力显微镜在周围环境中的力灵敏度和信噪比。此外，通过施加机械泵，可以在微悬臂梁中产生单模和双模热机械噪声压缩态。
2021-03-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mapping Phonon Polaritons with Visible Light
本文利用共焦拉曼显微镜，通过可见光映射InP纳米柱和4H-SiC光栅中的表面声子极化激元本征模式，发现所有拉曼活性体声子模式均与其耦合，并揭示极化率选择定则为主要耦合机制，为三维重建声子极化激元模式提供了新方法。
2024-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of near EF Fermi-arc van Hove singularity with prominent coupling to phonon in a van der Waals coupled Weyl semimetal
采用扫描隧道显微镜/光谱和第一性原理计算相结合的方法研究了一种范德华耦合Weyl半金属材料NbIrTe 4.我们观察到一个尖锐的峰值附近的零偏置能量的隧穿电导，其起源是归因于一个van Hove奇异性与拓扑非平凡费米弧状态的Lifshitz过渡。此外，隧道光谱测量显示出令人惊讶的大签名的电子玻色子耦合，这大概是通过增强的电荷磁化率的强烈增强的电子声子耦合。我们在范德华耦合材料中的发现是特别宝贵的，由于适用的剥离技术，通过进一步操纵纳米尺度薄片及其器件中的近费米能范霍夫奇点来搜索奇异的拓扑状态。
2021-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant two-phonon Raman scattering from nanoscale NbC precipitates in Nb
高纯度铌（Nb），在超导RF腔的制造中使用的处理方法，显示含有过量碳的微米级表面补丁。高分辨率透射电子显微镜和电子能量损失谱测量揭示了在这些地区的纳米级NbC相干沉淀物的存在。拉曼后向散射光谱在类似的表面区域表现出光谱与文献结果一致，但显着增强的双声子散射散装NbC。前所未有的强度和尖锐度的双声子信号，促使理论分析，使用密度泛函理论（DFT），声子模式在NbC的两个不同的界面模型的相干沉淀。一个模型导致整体压缩应变和从头计算的声子色散曲线的NbC均匀压缩下的比较表明，测得的两个声子峰直接链接到声子异常所产生的强电子-声子相互作用。通过DFT研究的Nb和NbC之间的扩展界面的另一个模型，给出了通过一阶拉曼测量的声学和光学模式态密度的频移的洞察。较强的双声子响应的确切起源目前尚不清楚，但它表明在应变下过渡金属碳化物中增强的电子-声子耦合的可能性，发现无论是在散装NbC夹杂物或在其与Nb金属的界面。使用点接触方法的初步隧穿研究表明，一些能隙大于预期的散装NbC。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Phonon polaritonics in two-dimensional materials
声子极化激元对电磁能的极端限制有望成为控制物质动力学的强有力的新形式。为了使这种控制达到原子尺度的极限，重要的是要考虑二维（2D）系统中的声子极化激元。最近的研究指出，在2D中，纵向和横向光学（LO和TO）声子之间的分裂是不存在的$Γ$点，即使是极性材料。这种LO-TO分裂的缺乏是否意味着在极性单分子膜中没有声子极化激元？在这里，我们推导出第一原理表达式的极性单层的导电性指定的波矢依赖LO和TO声子色散。在长波长（本地）的限制，我们找到了一个普遍的形式的电导率在$Γ$点，其寿命和LO声子的群速度的LO声子的频率。我们的分析表明，二维声子极化激元只是二维系统的LO声子。对于六方氮化硼（hBN）的具体例子，我们估计的限制和传播损耗的LO声子，发现高限制和合理的传播品质因数重合的区域，这可能是难以检测到与当前的近场光学显微镜技术。最后，我们研究了外部发射体与二维hBN纳米结构的相互作用，发现由于与局域二维声子极化激元的耦合，自发发射得到了极大的增强，以及外部发射体与hBN声子之间多模强耦合和超强耦合的可能性。这可能导致基于强耦合的电子和声子的新的混合态的设计。
2019-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
