Anomalous Thermal Transport of SrTiO$_3$ Driven by Anharmonic Phonon Renormalization
SrTiO $_3$由于其丰富的调制自由度而被广泛研究。然而，对于热输运的微观机制，特别是相变过程中声子散射与晶格畸变之间的关系，目前尚不清楚。基于深势分子动力学和自洽\textit{ab initio}晶格动力学，我们研究了晶格非谐诱导的四方到立方相变，并解释了这种相变中的反常行为.我们的结果表明，三阶原子间力常数的重整化对二阶项的重要作用。我们的工作提供了一个强大的框架，用于评估结构转变过程中的热输运性质，有利于未来有前途的热和声子材料和器件的设计。
2023-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz-Driven Phonon Upconversion in SrTiO3
使用强长波长激光脉冲直接操纵原子晶格已成为在复杂材料中创造新物质状态的可行方法。常规地，高频振动模式由中红外激光脉冲共振驱动，并且晶格结构通过该红外活性声子与其他较低频率晶格调制的间接耦合而被修改。在这里，我们驱动的最低频率的光学声子在原型过渡金属氧化物SrTiO 3以及到非谐制度与强烈的太赫兹场。我们证明了通过非线性耦合将能量转移到更高频率的声子模是可能的。我们的观察是通过直接映射的晶格响应的相干驱动场与飞秒X射线脉冲，使原子位移的直接可视化。
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Electron Mobilities in SrTiO$_3$ and KTaO$_3$: Role of Phonon Anharmonicity, Mass Renormalization and Disorder
通过改进Boltzmann输运方程并结合机器学习力场与随机自洽谐波近似精确计算动力学矩阵，本研究揭示了非谐性、质量重整化与局部无序对SrTiO$_3$和KTaO$_3$电子迁移率的影响机制。
2024-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Drag Effect in Nernst and Thermal Hall Effects: General Theory and Application to Dilute Metal SrTiO$_{3-δ}$
本文基于线性响应理论建立声子拖曳影响能斯特与热霍尔电导率的一般公式，并应用于 SrTiO$_{3-δ}$，在无可调参数下实现与实验的定量吻合。
2024-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Phonon scattering limited mobility in the representative cubic perovskite semiconductors SrGeO$_3$, BaSnO$_3$ and SrTiO$_3$
立方钙钛矿氧化物是新兴的高迁移率透明导电氧化物（TCO），但是直到亚稳立方SrGeO $_3$的发现才知道Ge基TCO。采用高压助熔剂法成功地合成了立方SrGeO $_3$钙钛矿的$0.5 \times 0.4 \times 0.2$ -mm $^3$大单晶。声子谱由红外光学反射率和拉曼散射分析确定，以评估由光学声子散射支配的电子输运。计算的室温迁移率的顺序为$3.9 \times 10^2$ cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$，确定立方SrGeO $_3$作为最有前途的TCO之一。采用经典声子理论和实验-理论相结合的方法，基于光学活性声子的极化强度和本征频率，对立方钙钛矿半导体SrGeO $_3$，BaSnO $_3$，SrTiO $_3$的本征电子迁移率进行了全面的分析.
2020-03-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the mobility of SrTiO$_3$
利用第一性原理计算研究了SrTiO $_3$的电子光谱和振动光谱，以及它们之间的耦合.我们计算了三个最低能量导带的电子-声子散射率，并使用玻尔兹曼输运理论计算了SrTiO $_3$的室温迁移率。结果与实验相符，并突出了纵向光学声子散射的强烈影响。我们的分析提供了重要的见解的关键因素，确定室温下的流动性，如导带的数量和纵向声子的性质和频率。这些见解为工程材料提供了增强流动性的途径。
2014-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport in perovskite SrTiO3 from first principles
采用第一性原理分子动力学和非简谐晶格动力学方法研究了在相变温度（~105 K）以上稳定的钙钛矿型钛酸锶（SrTiO 3）的声子输运.与传统的基态为基础的微扰方法，给出虚声子频率，目前的计算再现稳定的声子色散关系在实验中观察到的。我们发现光学声子对晶格热导率的贡献大于60%，这与通常的声子占主导地位的情况有明显的不同。模式和赝势依赖性分析表明，声学声子输运的强烈衰减源于与横向极化铁电模式的强非谐耦合。
2015-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Direct time domain sampling of sub-THz coherent acoustic phonon spectra in SrTiO$_3$ using ultrafast X-ray diffraction
利用SrRuO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格作为光声换能器，在SrTiO $_3$单晶中合成了亚太赫兹纵向准单色声学声子。利用超快X射线衍射确定产生的声学声子谱。在时域中产生的声子谱的分析揭示了一个k矢量依赖的声子寿命。据观察，即使在亚太赫兹频率下，声子寿命也符合Akhiezer超声衰减模型中已知的1/ $ω^2$幂律。所观察到的合成光谱的更高的$q$的位移进行了讨论的框架中出现的非线性效应，由于高振幅的合成声子。
2013-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing Optically Induced Magnetization in SrTiO$_3$ using Optically Coupled SQUID Magnetometry and Magnetic Circular Dichroism
在这项工作中，我们研究的时间和温度依赖性的光致磁化强度在轻微缺氧的SrTiO $_{3-δ}$体晶体使用光耦合SQUID磁强计。我们发现，在零磁场下，圆偏振的亚带隙光可以在SrTiO $_{3-δ}$中诱导出微弱的（$\sim$ 5 $\times$ 10 $^{-7}$ ~emu）但寿命极长（小时）的磁矩.我们利用这种效应来证明，SrTiO $_{3-δ}$晶体可以被用作一个光学可寻址的磁存储器，通过写入和随后读取磁图案与光。的诱导磁化是一致的，与独立的氧空位相关的复合物的极化合奏，而不是从集体或长程磁秩序。
2014-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant phonon coupling across the La{1-x}Sr{x}MnO{3}/SrTiO{3} interface
在SrTiO{3}上外延生长的La{0. 53}Sr{0. 47}MnO{3} xMnO 3薄膜的输运和磁性在衬底的结构转变温度处表现出尖锐的尖点。使用实验和理论相结合，我们表明，尖点是在薄膜中的载流子和软声子模式的SrTiO{3}之间的共振耦合的结果，介导的氧八面体在薄膜中。模式的振幅向转变温度发散，声子被发射到膜的前几个原子层中，影响其电子状态。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disentangling the dynamics of transient spin and orbital magnetization in SrTiO$_3$ via the inverse Faraday effect from RT-TDDFT
Universität Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）
通过逆法拉第效应研究SrTiO$_3$中瞬态自旋和轨道磁化动力学，揭示光角动量转移主导电子轨道角动量，自旋轨道耦合起关键作用。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetization of ultrathin NiFe$_2$O$_4$ films on SrTiO$_3$(001) related to cation disorder and anomalous strain
采用反应分子束外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上生长了不同厚度的NiFe $_2$ O $_4$薄膜。软X射线和硬X射线光电子能谱学测量揭示了一个均匀的阳离子分布在整个膜与化学计量的Ni：Fe的比例为1：2的膜厚度的独立。低能电子衍射和高分辨率（掠入射）的X射线衍射除了X射线反射率实验进行，以获得信息的薄膜表面和体结构，分别。对于高达7.3 nm的NiFe薄膜，观察到横向拉伸和垂直压缩应变，矛盾的适配在界面处的NiFe $_2$ O $_4$膜和衬底晶格。所施加的应变是伴随着增加的横向缺陷密度，这是衰减松弛的较厚的膜，并归因于横向晶粒的生长。通过对位置敏感衍射峰的分析，确定了反尖晶石结构中的阳离子位置占据率，揭示了薄的、应变的NiFe $_2$ O $_4$膜的低四面体占据率，导致部分存在缺乏的岩盐样结构。这些结构被认为是负责的增强的磁化强度高达$\sim$ 250\%的NiFe $_2$ O $_4$体磁化强度的超导量子干涉装置磁强计观察到的厚度低于7.3 nm的NiFe薄膜。
2020-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Electron phonon coupling versus photoelectron energy loss at the origin of replica bands in photoemission of FeSe on SrTiO$_3$
最近，利用角分辨光电子能谱（ARPES）对单层FeSe/SrTiO $_3$中的复制带的观测引发了关于FeSe电子与衬底声子耦合对超导转变温度的潜在影响的激烈讨论。在这里，我们提供了强有力的证据表明，在单层FeSe/SrTiO $_3$系统和其他几种情况下观察到的复制带主要是由于逃逸的光电子的能量损失过程，导致从众所周知的外部传播电子的强烈耦合到Fuchs-Kliewer（F-K）的表面声子在离子材料一般。利用半经典介电理论计算了单层FeSe/SrTiO $_3$上的光电子能量损失谱。我们的结果表明，所观察到的复制带主要是由于非本征光电子能量损失，而不是由于电子声子相互作用的Fe d电子与衬底声子。在这些单层的超导转变温度的强烈增强仍然是一个悬而未决的问题。
2018-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Oxygen Vacancy Induced Flat Phonon Mode at FeSe /SrTiO3 interface
SrTiO_3（STO）的高频光学声子模有助于最近在单层FeSe和STO衬底之间的界面处观察到的高温超导性。然而，这种模式的起源并不清楚。通过第一性原理计算，我们发现在STO衬底的表面层存在一种新的极性声子模，而在STO晶体中不存在这种模式。FeSe/STO界面附近的氧空位驱动该声子模式的色散是平坦的并降低其能量，而STO衬底和FeSe单层之间的电荷转移进一步将其能量降低至81 meV。这个能量与Lee等人的实验值吻合得很好，李等人拟合的声子模是造成所观察到的复制带分离和增加的超导能隙的原因。氧空位诱导的平坦和极性声子模为理解FeSe/STO界面处高Tc超导的起源提供了线索。
2015-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interfacial Electron-Phonon Coupling Constants Extracted from Intrinsic Replica Bands in Monolayer FeSe/SrTiO$_3$
利用角分辨光电子能谱（angle-resolvedphotoemission spectroscopy，AES）对FeSe/SrTiO（$_3$）薄膜中的电子-声子耦合进行了研究，其中复制带的出现激发了理论工作，表明FeSe层中的电子与SrTiO $_3$衬底中的光学声子的界面耦合可能有助于增强超导配对温度或者，最近也有人提出，这种副本带可能反而起源于与光电发射过程相关的非本征终态损失。在这里，我们进行定量检查单层FeSe/SrTiO $_3$，在那里我们能够最终证明，复制带确实是固有的电子玻色子耦合的签名，而不是与终态效应。高阶副本之间的能量分裂，以及其他自能效应的详细分析，使我们能够确定在系统中的界面的电子-声子耦合对应于一个值的$λ= 0.19 \pm 0.02$。
2021-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Manipulation of magnetization in Pd(100) ultrathin films with quantum well structure using modification of Schottky barrier potentials
通过改变量子阱的量子态，利用外加偏压对Pd（100）Pd薄膜的磁化强度进行了调控。Pd/SrTiO $_{3-x}$ /Ti/Au的磁矩电压依赖性本质上取决于Pd膜的厚度。磁矩的感应变化是由于Pd薄膜和半导体SrTiO $_{3-x}$衬底之间的界面处的相移的调制。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Calculations in Cubic and Tetragonal Phases of SrTiO3: a Comparative LCAO and Plane Wave Study
在从头算水平上计算了立方相和低温四方相SrTiO_3的原子、电子结构和声子频率。我们表明，使用混合交换相关PBE 0泛函给出了最好的协议与实验数据。标准PBE和混合PBE 0的结果进行了比较的两种类型的基组：原子轨道（LCAO，CRYSTAL09计算机代码）和平面波（PW，VASP 5.2代码）的线性组合。本文用群论方法讨论了立方和四元反铁畸变（AFD）相与110 K下观察到的AFD相变之间的关系，并通过对布里渊区Γ点和R点软模频率的计算分析加以说明。基于声子计算，亥姆霍兹自由能和热容的温度依赖性与实验符合得很好。
2010-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonon-mediated electron attraction in SrTiO$_3$ via the generalized Fröhlich and deformation potential mechanisms
本文构建纳入动力学晶格屏蔽的理论框架并结合第一性原理计算，证明广义Fröhlich机制及源于Ti-O键混合特征的形变势机制可在SrTiO$_3$中产生电子吸引与超导性。
2025-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Predicting charge transport in the presence of polarons: The beyond-quasiparticle regime in SrTiO$_{\mathrm{3}}$
在具有强电子-声子（$e$ -ph）相互作用的材料中，电子在运动过程中携带声子云，形成称为极化子的准粒子。预测极化子体系中的电荷输运及其温度依赖性仍然是一个开放的挑战。在这里，我们提出了第一性原理计算的电荷输运在一个原型材料与大极化子，SrTiO $_{3}$。利用能捕捉到强$e$ -ph相互作用的累积量重算技术，我们的计算能准确地预测SrTiO $_{3}$在150 $-$ ~ 300 K之间的实验电子迁移率。他们进一步揭示，随着温度的升高，电荷输运机制从带状传导转变，其中重整化准粒子的散射占主导地位，到超越准粒子输运机制，该机制由电子与声子云之间的相互作用引起的非相干贡献所支配。我们的工作揭示了长期寻求的微观细节的电荷输运SrTiO $_{3}$，并提供了一个广泛适用的方法，用于预测材料中的电荷输运强$e$ -pH值的相互作用和极化子。
2019-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of the ferroelectric quantum critical point on SrTiO$_3$ interfaces
我们研究了一个模型SrTiO $_3$界面，其中导电$t_{2g}$电子耦合到铁电（FE）声子模式。我们处理的FE模式内的自洽声子理论，捕获其量子临界行为，并表明接近量子临界点导致通用的尾巴的形式$n(z) \sim (λ+z)^{-2}$，其中$λ\sim T^{2-d/\mathfrak{z}}$，与$d=3$的维数和$\mathfrak{z}=1$的动力学临界指数的电子密度。在低电子密度的金属-绝缘体转变的影响进行了讨论。
2016-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable spin and orbital Edelstein effect at (111) LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
将电荷流转化为自旋流是自旋电子学中的主要机制之一。一个突出的例子是Edelstein效应，即响应于外部电场而产生磁化，这可以在缺乏反转对称的系统中实现。如果系统具有具有轨道角动量特性的电子，则可以通过所施加的电场产生轨道磁化，从而引起所谓的轨道Edelstein效应。氧化物异质结构由于强的自旋轨道耦合和缺乏反转对称性而成为实现这些效应的理想平台。除了栅极可调的自旋Edelstein效应之外，我们预测在（111）LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处的轨道Edelstein效应比自旋Edelstein效应大一个数量级。我们模型的材料作为一个双层的$t_{2g}$轨道使用紧束缚的方法，而输运性质得到的玻尔兹曼方法。我们给出了一个有效的模型，在低填充，解释了非平凡的行为的Edelstein响应，显示电子带之间的杂交至关重要的影响Edelstein易感性。
2022-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced magnetization dynamics in Co-doped iron garnets
本文通过实验与微磁学模拟，研究了铁石榴石中光学声子共振激发驱动的磁化动力学，揭示了激光诱导磁弹性能变化导致磁化进动与切换的机制。
2023-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast quantum dynamics in $\mathbf{\mathrm{SrTiO_3}}$ under impulsive THz radiation
本研究利用第一性原理机器学习方法揭示了 $\mathrm{SrTiO_3}$ 在 THz 激光泵浦下的原子核量子动力学，阐明了声子上转换机制与非平衡运动寿命，并建立了无经验输入的光激发量子动力学模拟框架。
2024-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy and Current Control of Magnetization in SrRuO$_3$ SrTiO$_3$ Heterostructures for Spin-Memristors
神经形态电路中基于自旋电子学的非易失性元件提供了以低功耗实现新功能的可能性。在这方面，积极研究电流控制的磁化电开关。具有垂直磁各向异性（PMA）的复合氧化物异质结构由生长在SrTiO $_3$（STO）上的SrRuO $_3$（SRO）组成，是强有力的材料竞争者。利用晶体取向，这种简单的异质结构中的磁各向异性可以被调谐以呈现完美的或略微倾斜的PMA。在这里，我们研究了电流诱导的磁化调制在这样的定制铁磁层与强自旋轨道耦合（Pt）的材料，利用自旋霍尔效应。我们发现SRO/STO异质结构之间的磁各向异性的显着差异，表现在第一和第二谐波磁阻测量。电流感生磁化切换可以实现与自旋轨道转矩，但对于具有完美的PMA的系统，这种切换是概率的高对称性的结果。PMA的轻微倾斜可以打破这种对称性，并允许实现确定性切换。因此，对异质结构的磁各向异性的控制提供了对切换方式的控制。基于我们的研究结果，我们提出了一个三端自旋电子忆阻器，磁隧道结设计，显示了几个电阻状态控制的电荷。非易失性状态可以通过施加面内电流通过SOT写入，并且通过施加小的面外电流作为隧道电流读出。根据SRO层的各向异性，写入机制是确定性的或概率性的，从而允许出现不同的功能。我们设想，概率性MTJ可以用作突触，而确定性设备可以模拟神经元
2021-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Decoupling carrier concentration and electron-phonon coupling in oxide heterostructures observed with resonant inelastic x-ray scattering
本文报道了用共振非弹性X射线散射方法在$n$ SrIrO $_3$ / $m$ SrTiO $_3$超薄超晶格中观察到的多声子卫星特征。随着$n$和$m$值的变化，能量损失谱显示出声子卫星相对强度的系统演化。使用封闭形式的解决方案的横截面，我们提取的变化，在电子-声子耦合强度作为$n$和$m$的函数。结合到SrTiO $_3$层中的可忽略的载流子掺杂，这些结果表明，电子-声子耦合的调谐可以有效地与掺杂解耦。这项工作展示了一种可行的方法来提取超晶格中的电子-声子耦合，并揭示了一种潜在的路线，用于调整这种耦合，这往往是与超导性的SrTiO $_3$为基础的系统。
2018-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inferior interfacial superconductivity in 1 UC FeSe/SrVO$_3$/SrTiO$_3$ with screened interfacial electron-phonon coupling
本研究构建了界面电子-声子耦合被屏蔽的单层FeSe/SrVO$_3$/SrTiO$_3$超导界面，发现其配对温度低于相关体系，厘清了界面EPC与维度对超导增强的贡献，提供了界面超导研究新平台。
2024-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast phononic switching of magnetization
识别一个有效的途径来改变序参量通过一个微妙的激励耦合的高频模式是该领域的超快相变的最终目标。这是磁学中一个特别有趣的研究方向，其中自旋和晶格激发之间的耦合是磁化反转所必需的。然而，尽管进行了几次尝试，通过声子模式的共振泵浦在磁状态之间切换尚未得到证实。在这里，我们展示了如何在磁性石榴石薄膜的纵向光学声子模式的超快共振激发开关磁化到一个奇特的四极磁畴模式，明确揭示了磁弹性机制的开关。相反，强吸收横声子模的激发只产生热退磁效应。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Persistent Optically Induced Magnetism in Oxygen-Deficient Strontium Titanate
钛酸锶（SrTiO $_3$）是复合氧化物电子学新兴领域的基础材料。虽然SrTiO $_3$的电子和光学性质已经被研究了几十年，但最近已成为新的材料研究焦点，部分原因是在SrTiO $_3$和其他氧化物之间的界面处发现了磁性和超导性。氧空位的形成和分布可能在这些效应中起重要作用，但尚未完全理解。此外，最近的签名磁化栅SrTiO $_3$有进一步的利益，在这种名义上的电磁材料的涌现。在这里，我们观察到的光诱导和持续的磁化在缺氧SrTiO $_{3-δ}$使用磁圆二色性（MCD）光谱和SQUID磁强计。这种零场磁化出现在低于~ 18 K，在低于10 K持续数小时，并且可以通过亚带隙（400- 500 nm）光的偏振和波长进行调谐。这些效应只发生在缺氧的样品中，揭示了原型氧化物材料中磁性，晶格缺陷和光之间的详细相互作用。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles based Monte Carlo modeling of oxygen deficient Fe-substituted SrTiO$_3$ experimental magnetization
本研究通过杂化DFT和蒙特卡洛模拟，建立了氧缺陷Fe取代SrTiO3的磁化模型，再现实验特征，揭示缺陷与磁性关系，为多铁性材料设计提供指导。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interface magnetic coupling and magnetization dynamic of La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$ single layer and (La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$/SrRuO$_3$)$_n$ (n = 1, 5) superlattice on SrTiO$_3$(001) substrate
Jamia Millia Islamia University（贾米亚米利亚伊斯兰大学）；Ramjas College, Delhi University（德里大学拉姆贾斯学院）；University Kebangsaan Malaysia（马来西亚国民大学）；Govt. Autonomous PG College, Chhindwara（钦德瓦拉政府自治研究生学院）
研究了多层[LSMO/SRO]_n异质结构的结构、磁性和微波磁动态特性，发现界面磁耦合强，n=5结构呈现两步磁化切换，而n=1结构则被抑制，FMR分析显示正磁各向异性和 Gilbert 阻尼特性，表明Ru-Mn交换耦合控制系统磁响应和动态行为。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hard X-ray Generation and Detection of Nanometer-Scale Localized Coherent Acoustic Wave Packets in SrTiO$_3$ and KTaO$_3$
本研究利用全X射线泵浦-探测散射实验，证实飞秒X射线脉冲吸收可激发准球形高波矢相干声子波包，测得SrTiO$_3$和KTaO$_3$中应变波包局域化尺寸分别为1.5和2.5 nm，揭示了X射线能量沉积及纳米尺度热输运机制。
2024-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in dilute SrTiO$_3$: a review
掺杂的SrTiO $_3$是显示超导性的最稀的块体系统之一，可能是非常规超导体的第一个例子，因为它不符合标准的BCS范例。五十多年的研究揭示了丰富的温度-载流子浓度相图，展示了超导圆顶，接近假定的量子临界点，Lifshitz跃迁，多能隙配对状态和不寻常的正常态输运特性。研究也已经扩展到了体SrTiO $_3$之外，开创了SrTiO $_3$基异质结构的新领域。由于这些主题中的许多主题在当代感兴趣的其他量子材料中也具有特色，因此近年来人们对SrTiO $_3$重新产生了兴趣。在这里，我们回顾的挑战和最近的进展，阐明该模型系统的超导态。同时，它的极端稀释需要重新审视几个近似，这些近似构成了成功的Migdal-Eliashberg描述的电子-声子超导性，包括通过Tolmachev-Anderson-Morel机制抑制库仑排斥，它为替代配对机制开辟了有趣的路线，其适用性仍在争论中。例如，涉及纵向光学声子的配对机制必须克服配对相互作用的反绝热性质所产生的障碍，而依赖于与初始铁电性相关的软横向光学声子的机制则面临与电子-声子耦合性质相关的挑战。还讨论了由等离子体介导的配对或由缺陷促进的配对的建议。我们完成调查现有的证据多带超导性和概述有前途的方向，可以潜在地揭示新的光在SrTiO $_3$的超导性丰富的问题。
2020-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron-phonon mediated spin-flip as driving mechanism for ultrafast magnetization dynamics in 3$d$ ferromagnets
尽管密集的实验努力，理论建议和建模方法，缺乏共识存在的内在机制驱动超快磁化动力学3 $d$铁磁体。在这项工作中，我们发现的证据，电子-声子介导的自旋翻转的驱动机制的超快磁化动力学在所有3个$d$铁磁体;镍，铁和钴。我们使用一个微观三温度模型，从第一性原理计算的参数，这已被验证，从以前的实验中提取的电子和晶格动力学的直接比较。通过直接比较实验测得的磁化动力学不同的激光能量密度，我们确定的自旋翻转概率的每种材料。与以前的研究结果相反，但在协议从头计算的预测，我们发现，相对较小的值的自旋翻转概率使超快退磁在所有3个$d$铁磁体。
2022-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz-Field-Induced Ferroelectricity in Quantum Paraelectric SrTiO$_3$
“隐藏相”是物质的亚稳态集体状态，通常在平衡相图上无法访问。这些相可以在其他常规材料中拥有奇异的特性，因此可以实现新的功能和应用，但它们的发现和使用仍处于早期阶段。利用强太赫兹电场激发，我们表明，一个超快相变到一个隐藏的铁电相可以动态诱导的量子顺电SrTiO $_3$。晶体对称性的降低导致声子激发谱的急剧变化。我们的研究结果表明集体相干控制材料结构，其中一个单周期场驱动离子沿微观路径直接导致其位置在一个新的晶相上的超快时间尺度。
2018-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon interaction during optically induced ultrafast magnetization dynamics of Au/GdFeCo bilayers
光加热后GdFeCo电子的温度演化在GdFeCo的全光开关中起着关键作用，并且主要由电子和声子之间的耦合强度决定。通常，金属中的电子-声子耦合的强度是通过监测光加热后反射率的变化，然后用一个简单的双温度热模型分析瞬态反射率来推导的。在磁性金属中，不能假设反射率的变化仅取决于电子和声子温度，因为金属的反射率也取决于磁化强度。为了推导GdFeCo中的电子-声子耦合常数，我们分析了GdFeCo电子在光加热后Au和GdFeCo双层膜中的热输运。我们利用Au层的反射率来监测Au声子的温度演化。通过用热模型解释双层膜对加热的响应，我们确定GdFeCo中的电子-声子耦合常数为6 x 10^17 W/（m^3-K），对应于GdFeCo中的电子-声子弛豫时间约为150 fs。
2016-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Chiral Phonons Enable Ultrafast Magnetization Switching via Magnetoelastic Coupling
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA)（南京航空航天大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（马德里材料科学研究所，西班牙国家科学研究委员会）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of York（约克大学）
研究利用太赫兹驱动的手性声子通过磁弹性耦合实现比线性声子更快的磁化翻转，揭示了手性在自旋-晶格动力学中的关键作用。
2026-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Scattering governs both Ultrafast and Precessional Magnetization Dynamics in Co-Fe Alloys
最近的研究已经推进了铁磁金属合金的结构-性质关系如何影响纳秒时间尺度上的磁化动力学的理解。对毫微微至微微秒时间尺度上的磁化动力学的类似理解尚不存在。为了解决这个问题，我们进行时间分辨磁光克尔效应（TRMOKE）测量的磁化动力学在钴铁合金的飞秒到纳秒制度。我们表明，钴铁组合物，表现出低吉尔伯特阻尼参数也具有延长超快退磁光激发后。我们分析了我们的实验TR-MOKE数据与三温度模型（3 TM）和Landau-Lifshitz-Gilbert方程。这些分析揭示了一个强大的成分依赖的动力学在所有的时间尺度上的电子-声子相互作用的强度。我们的发现对自旋电子学和磁振子学社区是有益的，并将有助于寻求节能磁存储应用。
2021-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Generalized Helicity-Dependent Magnetization Switching via Substrate Phonons
Radboud University（拉德堡德大学）；HFML-FELIX, Radboud University（哈塞尔巴赫磁学实验室-自由电子激光设施，拉德堡德大学）；Radboud University, Institute for Molecules and Materials（拉德堡德大学分子与材料研究所）；College of Science and Technology, Nihon University（日本大学生命理工学部）
研究衬底介导的声子磁化翻转机制，证实其在多种衬底上适用，发现翻转效率由异质结构全光学响应决定，而非仅衬底吸收。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon scattering dynamics in ferromagnets on ultrafast timescales: Influence of the phonon temperature
采用Elliott-Yafet型动力学模型计算了体相铁磁体在超短光脉冲激发下的磁化响应，该模型考虑了自旋-轨道相互作用对铁磁能带结构的影响，电子-声子相互作用对玻尔兹曼散射积分的影响，以及声子浴温度的动态变化.利用超短光脉冲的实际参数，计算出的在固定能带结构中电子-声子散射可实现的最大磁化淬灭比实验中观察到的淬灭小得多。加热的声子浴被发现并没有明显改变的磁化动力学在超短时间尺度上。
2011-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Imaging Se diffusion across the FeSe/SrTiO$_3$ interface
单层FeSe的SrTiO $_3$超导报道$T_\mathrm{c}$高达100 K，但戏剧性的界面$T_\mathrm{c}$增强仍然知之甚少。SrTiO $_3$中的氧空位可以增强界面电子掺杂、电子-声子耦合和超导能隙，但其具体机制尚不清楚。在这里，我们应用扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）的FeSe/SrTiO $_3$图像的扩散到SrTiO $_3$的几个单位电池的一个意想不到的深度，与同时观察到的深度分布的氧空位。我们的密度泛函理论（DFT）计算支持的关键作用，促进热驱动的硒扩散的氧空位。与FeSe单层或FeSe/SrTiO $_3$界面中通常在生长后退火期间被去除的过量Se相反，在实现超导性所必需的延长的生长后退火之后，扩散的Se保留在SrTiO $_3$块体的顶部几个晶胞中。因此，意想不到的硒在SrTiO $_3$可能有助于界面电子掺杂和电子-声子耦合，提高$T_\mathrm{c}$，这表明另一个重要的作用，作为硒扩散的促进剂的氧空位。
2022-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bending strain induced thermal conductivity suppression in freestanding BaTiO3 and SrTiO3 membranes
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Hokkaido University（北海道大学）
研究通过应变诱导的不均匀应变抑制了 SrTiO3 和 BaTiO3 膜的热导率，揭示了 phonon-应变耦合的微观机制，并展示了其在热管理设备中的应用潜力。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Revisiting longitudinal optical modes in materials with plasmon and plasmon-like absorptions -- SrTiO$_3$ and $β$-Ga$_2$O$_3$
我们研究了具有等离子体激元或类等离子体激元声子模式和附加声子模式的化合物中的纵向光学（LO）模式阶。当等离子体激元或类等离子体激元模式的振子强度逐渐增加时，发生模式的重新排序。由于在具有正交或更高对称性的晶体中，LO模式不可能穿过横向光学（TO）模式的位置，因此这种重新排序通过模式杂交发生。在这种模式杂交过程中，等离子体激元或类等离子体激元LO模式逐渐变成最初的较高位置的LO模式，而后者变形为前者。结果，形成内（LO-TO）和外（TO-LO）模式对。该过程继续，直到LO振荡器强度如此之高，使得所有其他声子被反转并且在等离子体激元或类等离子体激元模式的外部TO-LO模式对内形成LO-TO对。这些见解可以很容易地转移到其他半导体或许多模式材料与reststrahlen带，并允许简单的模式分配。这些模式分配将有助于理解这些材料的结构层的表面模式的性质，用于基于表面等离子体激元和表面声子极化激元的超材料的应用。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Self-consistent GW theory for superconductivity in SrTiO3 models
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Yale University（耶鲁大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究掺杂SrTiO₃超导性，求解有限温度GW方程，比较不同自洽水平，发现单次核高估配对起始温度，明确配对通道，揭示密度趋于零时配对起始尺度非零，强调初始铁电、自洽及全动量频率依赖处理的重要性。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Terahertz electric-field driven dynamical multiferroicity in SrTiO$_3$
本研究通过强圆偏振太赫兹电场共振驱动SrTiO$_3$的软声子模式，在室温下实现了动态多铁性磁化，并验证了磁光克尔效应，为超快磁开关设计提供了新途径。
2022-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Uniaxial strain tuning of polar lattice vibrations in KTaO$_3$ and SrTiO$_3$
University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Max-Planck-Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体研究所）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
针对STO和KTO中接近铁电相变但关键问题存争议的现状，结合非弹性中子散射、拉曼光谱和从头算，研究应变诱导相变中软极性声子演化，揭示LST关系违背及金属态STO低临界应力相变，解决长期问题并为相关材料提供参考。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plentiful magnetic moments in oxygen deficient SrTiO3
利用关联能带理论研究了SrTiO $_3$中不同排列的氧双空位和氧三空位团簇的磁性和电子性质。空穴和电子掺杂的缺氧SrTiO $_3$产生不同程度的磁化作为一个结果的局部磁矩之间的相互作用在缺陷的网站。不同种类的Ti原子轨道杂化被描述为掺杂水平和缺陷几何形状的函数。我们发现，在SrTiO $_{3-δ}$的磁性是敏感的相邻空位的位置，载流子密度，和空位-空位相互作用的安排。在没有空位掺杂电子的情况下观察到永久磁矩。我们的氧空位的带电集群的描述拓宽了以前的单和多空位的描述，并指出了在原子水平上的缺陷的控制形成的重要性，实现过渡金属氧化物基器件具有理想的磁性能。
2015-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fourth-order quantum master equations reveal that spin-phonon decoherence undercuts long magnetization relaxation times in single-molecule magnets
该研究扩展含相干项的四阶量子主方程，完全从头算刻画至多双声子过程，揭示单分子磁体虽在77 K下具有近秒级慢弛豫，却因双声子纯退相而在10 ns内失去相干。
2025-07-28 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Substrate-effect on the magnetic microstructure of La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_{3}$ thin films studied by magnetic force microscopy
采用脉冲激光沉积法在（100）-SrTiO $_{3}$和（100）-LaAlO $_{3}$和（110）-NdGa O $_{3}$衬底上分别生长了拉伸应变和压缩应变下的巨磁阻（CMR）La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$（LSMO）薄膜。使用磁力显微镜（MFM），“羽毛状”的磁性图案，具有面内磁化的薄膜的特性，观察到沉积在SrTiO $_{3}$和NdGaO $_{3}$上的薄膜，而“气泡”的磁性图案，具有面外磁化的薄膜的典型，记录为LaAlO $_{3}$。我们表明，由MFM成像的磁性图案的形状是完全相关的薄膜中的易磁化方向。
2001-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Contribution of interband effects caused by long-wavelength transverse optical phonons to electron-phonon coupling in doped polar insulators
我们估计的贡献的长波长el-TO-ph相互作用，并讨论它对电子配对的掺杂极性系统，如SrTiO 3和PbTe的效果。在研究中提出的分析和数值计算结果表明，el-TO-ph相互作用往往贡献不大，在这些和相关材料的电子-声子耦合的总强度。为了解释这一事实，我们考虑可能的原因，极性长波长横光学声子的影响上的耦合常数“λ”是远远小于人们可能假设的。
2010-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Phonon Magnetic Moment from Electronic Topological Magnetization
传统的手征声子的磁矩理论是基于玻恩有效电荷的圆周运动的图像，通常产生一个小的核磁子的分数值。本文研究了手征声子晶格振动引起的电子态的绝热演化，得到了拓扑第二陈式形式的电子轨道磁化强度。我们发现传统的理论需要通过引入$\bm{k}$分辨的玻恩有效电荷来改进，并确定了声子修正的电子能量和动量空间Berry曲率的另一个贡献.当在感兴趣的参数空间附近存在杨氏散射时，第二种陈式可以发散，如通过考虑在有间隙的石墨烯模型中的布里渊区拐角处的声子所示。我们还发现大的磁矩的光学声子在大块拓扑材料的非拓扑的贡献也很重要。带反转发生时，磁矩的符号发生变化。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics and damping due to electron-phonon scattering in a ferrimagnetic exchange model
本文提出了一种磁性“玩具”模型磁化阻尼的微观计算方法。“磁性系统由反铁磁耦合到局域自旋的无色散带的巡回载体组成，磁化阻尼是由于在存在自旋轨道耦合的情况下巡回载体耦合到声子浴。使用平均场近似的动力学交换模型，并假设自旋轨道耦合的Rashba形式，我们推导出玻尔兹曼散射积分的分布和自旋相干性的情况下，反铁磁交换分裂，包括仔细分析寿命加宽和磁隙之间的连接。对于Elliott-Yafet型巡游自旋动力学，我们从对应于磁化矢量倾斜的初始条件中提取失相和磁化时间T_1和T_2，并与Landau-Lifshitz或Gilbert阻尼等唯象方程进行比较。我们还分析了该系统的磁化旋进和阻尼，包括各向异性场，并发现通过平均场耦合的载体介导的定域自旋的退相。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-domain perpendicular magnetization induced by the coherent O 2p-Ru 4d hybridized state in an ultra-high-quality SrRuO3 film
我们研究了机器学习辅助分子束外延技术在SrTiO 3上生长的超高质量SrRuO 3薄膜的Ru 4d和O 2 p电子结构和磁性。通过观察Ru 3d芯能级光电子能谱中明显的屏蔽峰、价带谱中费米能级附近的相干峰和电阻率的量子振荡，证实了Ru 4dt 2g-O 2 p杂化价带中准粒子的高巡游性和长量子寿命.用Ru M2、3边和O K边软X射线吸收谱和X射线磁性圆二色性测量表征了Ru的元素特异性磁性和Ru 4d和O 2 p轨道之间的杂化。剩余电阻率比为86的超高质量SrRuO 3薄膜显示出O 2 p态与自旋极化Ru 4 d t2 g态的强轨道杂化导致的氧离子的大轨道磁矩。该薄膜还显示出单畴垂直磁化，具有几乎理想的剩磁比为0.97。这些结果提供了详细的见解轨道杂化和垂直磁各向异性SrRuO 3/SrTiO 3系统之间的相关性。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast Magnetization Induced from Raman-Active Axial Chiral Phonons
Rice University（莱斯大学）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；The University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）
本研究报道CeF3中拉曼活性轴向手性声子具有大磁矩和长寿命，通过光学离心机共振激发，产生与声子逆法拉第效应一致的超快磁化，为超快自旋电子学提供新途径。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent Phonon Control of Ultrafast Magnetization Dynamics in Fe$_\text{3}$GeTe$_\text{2}$ from Time-Dependent Ab Initio Theory
采用 rt-TDDFT 耦合 Ehrenfest 动力学研究二维铁磁体 Fe3GeTe2 的相干声子激发，发现预激发特定声子模式可在约 50 fs 内导致高达 53% 的额外自旋磁矩损失，其微观机制源于相干声子诱导的不对称自旋分辨电荷转移。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
