Hot carrier dynamics and electron-optical phonon coupling in photoexcited graphene via time-resolved ultrabroadband terahertz spectroscopy
电子-电子相互作用是量子场论中狄拉克费米子对数重整化的重要来源。在热载流子和声子动力学中起着重要作用的电子-光学声子耦合（EPC）的重整化在石墨烯发现后得到了广泛的讨论。基于Boltzmann输运方程和综合温度模型，利用时间分辨超宽带太赫兹（THz）光谱技术结合数值模拟，研究了热载流子动力学和EPC强度.在高泵浦能量密度下，THz电导谱出现了较大的负光电导和非Drude行为，这是由热载流子分布和散射率随时间的变化引起的。通过对THz电导率谱和瞬态THz反射率随时间演化的拟合，我们成功地估计了$A_1^{\prime}$光学声子模在$\mathbf{K}$点附近的无量纲EPC矩阵元为$λ_{\mathbf{K}} \approx$ 0. 09，比重整化群的预测值稍大.
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
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
Uniaxial strain-induced Kohn anomaly and electron-phonon coupling in acoustic phonons of graphene
最近在纳米尺度上的应变工程的进展已经显示了调节石墨烯性质的可行性。尽管石墨烯中的电子-声子（e-ph）耦合和Kohn异常定义了有助于共振拉曼散射的声子分支，并且与作为散射源的电子和热输运相关，但是e-ph耦合作为应变的函数的演化研究较少。利用密度泛函微扰理论研究了单轴应变石墨烯在扶手椅（AC）和锯齿（ZZ）方向上的Kohn反常和e-ph耦合.除了原始石墨烯K点中横向光学（TO）声子分支处的声子异常之外，我们发现单轴应变引起纵向声学（LA）声子分支的频率导数的不连续性。这种行为对应于科恩异常的出现，作为应变增强的e-ph耦合的结果。因此，单轴应变石墨烯的本结果与通常假设的观点形成对比，即K点周围的e-ph耦合仅存在于TO声子分支中。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall
Hopping-resolved electron-phonon coupling in bilayer graphene
在本文中，我们研究了双层石墨烯中的电子-声子耦合，作为层间跳跃相关的多层石墨烯的典型情况。使用密度泛函理论（DFT）的背景下，并使用不同的光学声子位移的冻结声子的方法，我们能够定量地评估与每个跳跃项$γ_i$相关的电子-声子耦合$α_i$。这种分析还揭示了一个简单的标度律之间的跳跃项$γ_i$和电子-声子耦合$α_i$，这超出了具体的DFT技术。
2012-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure-specific, mode-resolved phonon coherence and specularity at graphene grain boundaries
尽管它们的重要性，了解声子输运现象在薄膜和多晶固体，边界粗糙度散射声子镜面反射性和相干性的影响知之甚少，因为没有一般的方法来预测它们的依赖声子动量，频率，分支和边界形态。利用最近制定的原子S-矩阵方法，我们发展了一个理论的边界粗糙散射的模式分辨声子相干性和镜面反射参数的散射振幅。为了说明该理论，我们将其应用到声子散射在现实的非对称石墨烯晶界（GB）模型来自原子结构的预测。该方法进行了验证，通过比较其预测与频率分辨的结果从晶格动力学为基础的计算。我们证明了非相干散射几乎是完全扩散的。我们发现，声子散射在石墨烯GB是不扩散的，虽然相干性和镜面反射显着减少长波长弯曲声学声子。我们的方法可以推广到其他原子边界模型。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-resolved imaging of coherent phonon-magnon coupling
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）；University of Groningen（格罗宁根大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
利用相分辨光学技术，研究SAWs驱动SWs的共振相干耦合，通过偏振依赖性分离信号并直接成像相干激发过程。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in potassium-doped graphene: Angle-resolved photoemission spectroscopy
利用角分辨光电子能谱研究了Ir（111）衬底上钾掺杂石墨烯中费米能级附近π * 带的重正化过程。重整化被发现是相当弱的，几乎是各向同性的，与K-M和K-G方向的质量增强参数λ = 0.28（6）。这些结果与最近的第一性原理计算吻合得很好。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectrally resolved detection in transient-reflectivity measurements of coherent optical phonons in diamond
相干光学声子在理解和设计光-物质相互作用中起着至关重要的作用，并且可以通过瞬态反射率测量来检测。在本文中，我们演示了光谱分辨检测相干光学声子在金刚石从超短红外泵浦探测测量使用光学带通滤波器。我们表明，这提高了灵敏度约35倍，在测量的相干振荡的瞬态反射率相比，常用的光谱集成测量。为了解释这一现象，我们讨论了它的机制。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
A theory of phonon spectroscopy in the fractional quantum Hall regime
我们描述了一个理论框架的解释时间分辨声子吸收实验中进行的分数量子霍尔制度的磁量子化的二维电子系统（2DES）。唯一能在低温下被吸收的声子是那些能量超过Girvin，MacDonald和Platzman预测的磁子带隙的声子。从声子到电子液体的能量转移速率完全由这些集体激发的产生来控制。使用简单的各向同性近似的声子传播和电子-声子耦合，我们得到的制度，其中的电子温度和特征温度的声子是远远小于间隙的分析结果，并确定的方式，其中磁共振的色散曲线可以从时间和角度分辨实验提取。
1999-07-30 cond-mat.mes-hall
Optical phonon scattering of cavity polaritons in an electroluminescent device
在工作于光-物质强耦合区的子带间器件的电致发光光谱中观察到了微腔极化激元和纵向光学声子之间的散射特征。通过电泵浦，我们共振填充上极化激元分支在不同的能量作为所施加的偏压的函数。从这些状态所产生的电致发光信号是其次从较低的分支的声子副本。
2012-12-19 cond-mat.mes-hall
Self-energy dynamics and mode-specific phonon threshold effect in a Kekulé-ordered graphene
针对石墨烯弛豫动力学中特定声子模式作用难以直接明确的问题，通过对Kekulé序石墨烯开展时间-角分辨光电子能谱测量，解析了两种声子耦合的自能效应及时域变化，证实模式特异性声子的主导作用。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall
Energy relaxation during hot-exciton transport in quantum wells: Direct observation by spatially resolved phonon-sideband spectroscopy
利用固体浸没透镜增强空间分辨率的显微光致发光研究了ZnSe量子阱中激子在实空间输运过程中的能量弛豫。直接测量了源于热激子的LO声子辅助复合的LO声子边带的空间演化。通过计算LO声子辅助的复合几率，我们得到了激子的非热能量分布，并直接观察到热激子在输运过程中的能量弛豫。我们发现激子在几微米的长度尺度上的传输过程中保持热。因此，这种规模的激子输运不能用经典扩散来描述。
2002-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High-temperature phonons in h-BN: momentum-resolved vibrational spectroscopy and theory
本研究利用动量分辨振动光谱在300至1300 K下观测h-BN声子能量位移及Umklapp过程，并通过密度泛函理论计算揭示其机制。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-assisted indirect transitions in angle-resolved photoemission spectra of graphite and graphene
利用角分辨光电子能谱（ARPES）研究了不同入射光子能量和偏振态下石墨烯和石墨中电子的间接跃迁。石墨烯和石墨的间接跃迁的理论计算与高取向热解石墨和石墨单晶的实验测量进行了比较。石墨的横向光学（TO）和面外纵向声学（ZA）声子模式以及石墨烯的TO声子模式的色散关系可以从非弹性ARPES强度提取。我们发现，在石墨和石墨烯的ARPES谱中，通过使用约11.1 eV的光子能量，可以观察到布里渊区中沿$Γ$ - $K$和$K$ - $M$ - $K'$方向的$k$点的TO声子模。在ARPES过程中，这种情况下的相关机制是共振间接跃迁。另一方面，石墨的ZA声子模式可以通过使用约6.3eV的光子能量通过非共振间接跃迁观察到，而石墨烯的ZA声子模式在相同的机制内不应该被观察到。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley resolved dynamics of phonon bottleneck in semiconductor molybdenum ditelluride
该研究针对半导体2H-MoTe₂中未被探究的多能谷声子瓶颈问题，结合多种实验测量与理论模拟方法，揭示了载流子弛豫路径与时间尺度，定量识别了不同能谷的声子瓶颈，为构建其载流子-声子相互作用的能谷分辨完整图像提供了支撑。
2025-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Going beyond Landauer scattering theory to describe spatially-resolved non-local heating and cooling in quantum thermoelectrics
针对Landauer散射理论无法模拟空间分辨加热/冷却测量的问题，本文结合该理论与输运玻尔兹曼方程构建最小模型，揭示纳米线散射体诱导的焦耳加热和珀尔帖冷却的非局域性，解释其与标准理论预测相反的现象及检测方法。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall
Efficient calculations of the Mode-Resolved ab-initio thermal Conductivity in nanostructures
均质材料热输运的第一性原理计算已达到了显著的预测能力。然而，在纳米结构中确定性地建模声子输运提出了新的挑战;值得注意的是，它需要求解与离散布里渊和偏振中的波矢量组合的数量一样多的代数方程。我们发现，在玻尔兹曼输运方程（BTE）的弛豫时间近似，这个问题是通过插值的矢量声子平均自由程（MFP）空间中的声子分布解决。结构和模式分辨热传输之间的耦合的角度分辨体热导率和声子抑制功能，后者主要与材料的几何形状。我们的方法，被称为各向异性MFP-BTE（aMFP-BTE），允许快速和准确的热导率计算纳米材料的声子分支和波矢量的数量无关。此外，它与第一原理热传输计算自然融合，因此允许多尺度，无参数模拟。我们应用aMFP-BTE来计算多孔Si膜的模式分辨有效热导率，相对于没有插值的情况，实现了高达50倍的速度。所提出的方法解锁了新型纳米结构的工程，并应用于热电和热管理。
2021-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Dependent Interlayer Phonons in 3R and 2H MoS$_{2}$
利用偏振相关的超低频拉曼光谱研究了纯3R和2 H堆垛级的MoS $_{2}$的层间剪切和呼吸声子模。在2 ~ 13层的MoS $_{2}$中观察到3个剪切支和4个呼吸支。两种多型体的呼吸模式显示出相同的拉曼活性行为，但2 H呼吸频率始终比3R呼吸频率高几个波数，这表明2 H MoS $_{2}$具有比3R MoS $_{2}$略强的层间晶格耦合。与此相反，剪切模式拉曼光谱是惊人的不同的2 H和3R MoS $_{2}$。虽然最强剪切模式对应于2 H结构中的最高频率分支，但它对应于3R结构中的最低频率分支。这种独特的和互补的拉曼光谱的3R和2 H多型体，使我们能够调查范围广泛的剪切模式在MoS $_{2}$，从最高到最低的分支。结合线性链模型、群论、有效键极化率模型和第一性原理计算，我们可以解释实验中的所有主要观察结果。
2019-01-31 cond-mat.mes-hall
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
Incoherent phonon population and exciton-exciton annihilation in monolayer WS2 revealed by time-resolved spontaneous Raman scattering
原子薄层过渡金属二硫属化合物因其丰富的光学性质和在纳米电子学领域的潜在应用而受到广泛关注。在本工作中，我们利用时间分辨自发拉曼散射光谱研究了单层WS 2中的非相干光学声子和激子布居动力学。在激子跃迁激发时，斯托克斯和反斯托克斯光学声子散射强度都表现出很大的降低。基于细致平衡，光学声子的人口被检索，这表明一个瞬间建立和弛豫寿命约4 ps的激子密度E12 cm-2。相应的光学声子温度上升了25 K，最终，在大约10皮秒之后，导致晶格加热仅约3 K。从瞬态振动拉曼响应中提取的激子弛豫动力学显示出强烈的激发密度依赖性，这表明双分子对衰变有重要贡献。激子弛豫速率为（70 ps）~（-1），激子-激子湮灭速率为0.1 cm ~ 2s ~（-1）。这些结果提供了有价值的洞察光激发后的热动力学和增强二维过渡金属材料中的基本激子动力学的理解。
2019-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Harmonic Spectroscopy Probes Lattice Dynamics
本文提出利用高次谐波光谱实时探测固体中电子-声子与非简谐声子-声子耦合及其弛豫动力学，结合理论计算与Gabor分析，实现了对相干声子位移及四声子散射过程的精确测量，为固体ab-initio计算提供了基准测试。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall
Advances in momentum-resolved EELS of phonons, excitons and plasmons in 2D materials and their heterostructures
本文综述了动量分辨电子能量损失谱在二维材料及其异质结构中探测声子、等离激元和激子及其耦合的研究进展，强调其高分辨率和纳米级空间选择性。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculation of all-optical time-resolved calorimetry of nanosized systems: Evidence of nanosecond-decoupling of electron and phonon temperatures
在300 ~ 1.5K温度范围内，研究了超短激光脉冲在纳米尺度系统（即全光时间分辨纳米量热法）中诱导的热动力学。我们报告从头计算描述的温度依赖性的电子-声子相互作用的Cu纳米盘支持在Si上。电子和声子的温度被发现在10 K，这是两个数量级的过量相对于标准的低温运输实验中发现的ns时间尺度上去耦。通过解释我们的结果背后的物理学，我们提出了一种替代路线，通过用时域实验取代传统实验的mK温度要求，来彻底改变纳米级系统中电子-声子解耦机制的现有知识。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electron-phonon bound state in graphene
研究了电子-光学声子耦合诱导的石墨烯中狄拉克能谱在声子发射阈值附近的精细结构。导出的新的色散方程在附近低于声子阈值对应于电子-声子束缚态。我们发现微扰理论之外的奇异顶点修正强烈地增加了电子-声子结合能。预测的有效电子-声子耦合的增强可以使用角分辨光谱测量。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall
Phonons and electron-phonon coupling in graphene-h-BN heterostructures
石墨烯-BN异质结构的声子的第一原理计算，并与组分的声子进行比较。我们表明，AA和AB'堆叠不仅在能量上不如AB有利，而且动态不稳定。我们已经确定了低能量平坦的声子分支BN字符与平面外位移，并评估其耦合到石墨烯中的电子。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall
Momentum-Resolved Signatures of Carrier Screening Effects on Electron-Phonon Coupling in MoS$_2$
本文通过实验与从头算模拟结合，研究MoS2光致Mott转变后载流子屏蔽对电子-声子耦合的影响，发现屏蔽抑制谷内声子辅助载流子弛豫。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing quantum nonlinear phononics in multilayer graphene with time-resolved Raman scattering
Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究所）；Hamburg University（汉堡大学）
该研究通过对比经典、半经典近似与全量子理论，提出非平衡自发拉曼散射作为探测工具，揭示多层石墨烯中量子非线性声子学效应，扩展了非线性声子学的研究范畴。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Layer Axial Phonons and Dipolar Thermal Response in Centrosymmetric Thin Films
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）
该研究通过第一性原理计算，发现中心对称层状材料可承载隐藏层分辨声子AM，能产生可应变调控的热响应，为轴向声子及多极声子热响应研究提供了新平台。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction of thermal conductivity in dielectrics using fast, spectrally-resolved phonon transport simulations
我们提出了一种新的方法来预测材料中的有效热导率（$κ_{\textrm{eff}}$），由${ab\,initio}$材料性能模拟告知。使用玻尔兹曼输运方程的自共轭角通量制定，我们进行了模拟，在硅在室温下的长度尺度从10 nm到10 $μ$ m变化，并报告温度分布，光谱热通量和热导率。我们的实现利用Richardson迭代的修改版本的声子散射源。该方法在输运方程中引入封闭项，作为系统总能量池的再分配核。这个术语是一个有效的指标之间的光谱声子辐射和角声子强度的传输系统的无序程度。我们采用偏振，态密度和全色散谱来解决热导率与许多角度和空间离散。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ultrafast momentum-resolved visualization of the interplay between phonon-mediated scattering and plasmons in graphite
本研究开发时间-动量分辨电子能量损失谱技术，揭示石墨中不同尺寸光激发电子-空穴口袋对等离激元重整化的作用机制，验证了声子介导散射的贡献，为研究电子散射微观过程提供新手段。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling and electron self-energy in electron-doped graphene: calculation of angular resolved photoemission spectra
利用从密度泛函理论模拟中提取的电子-声子矩阵元，得到了电子掺杂石墨烯中电子自能和电子-声子耦合的解析表达式.从电子的自能，我们计算角分辨光电子能谱。我们证明，测量的扭结在$\approx -0.2$ eV的费米能级实际上是由两个功能，一个在$\approx -0.195$ eV由于双重简并E $_{2g}$模式，和第二个在$\approx -0.16$ eV由于A $_{1}^{'}$模式。从ARPES实验中观察到的扭结中提取的电子-声子耦合比计算的大约大5.5倍。这种分歧只能通过包含分辨率效应来部分地调和。事实上，我们表明，有限分辨率通过低估能量大于扭结位置的电子速度的重整化来增加表观电子-声子耦合。因此，理论和实验之间的差异减小到$\approx$ 2.2的因子。从计算的ARPES谱的线宽，我们得到的电子弛豫时间。与现有的实验数据在石墨烯的比较表明，在ARPES检测到的电子弛豫时间是几乎两个数量级小于通过其他实验技术测量。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Excited state band mapping and momentum-resolved ultrafast population dynamics in In/Si(111) nanowires investigated with XUV based time- and angle-resolved photoemission spectroscopy
利用飞秒时间和角度分辨光电子能谱（trARPES）研究了In/Si（111）相变模型体系的激发态电子结构。利用激发态能带图表征了Si（111）上铟纳米线的两种结构相：金属相（4 × 1）和带隙相（8 × 2）中费米能级以上的正常未占据电子结构。提取的能带位置进行比较，使用密度泛函理论（DFT）计算的能带结构内的LDA和GW近似。虽然GW计算的能带结构和实验之间存在良好的总体一致性，但特定动量区域的偏差可能表明在这种近似水平下未考虑激子效应的重要性。为了探测这些激发态的动力学，提取了它们的动量分辨瞬态布居动力学。瞬态强度，然后模拟的光谱函数确定的状态人口采用瞬态升高的电子温度实验确定的。这使得动量分辨的布居动力学被定量再现，揭示了从电子系统到晶格的能量转移的重要见解。特别是，通过trARPES观察到的瞬态电子温度的幅度和弛豫时间与那些在以前的超快电子衍射研究中探测的晶格之间的比较意味着一个高度非热的声子分布在表面以下的光激发。这表明来自激发电子系统的能量最初转移到高能量光学声子模式，然后通过慢得多的声子-声子耦合冷却和热化光激发系统。
2019-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kinetics of electron-phonon scattering in silicon resolved by Rydberg transitions of donors
Radboud University（拉德堡德大学）；Paul Scherrer Institute（保罗谢勒研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Institute of Space Research, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心空间研究所）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)（莱布尼茨晶体生长研究所）；University of Iowa（爱荷华大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；University of Surrey（萨里大学）
本文通过里德伯跃迁研究硅中施主-声子动力学，结合形状因子和形变势理论，与自由电子激光实验对比，修正了导带最小值位置，为量子器件和经典电子学提供精确测量方法。
2026-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-mediated mid-infrared photoresponse of graphene
石墨烯在中红外频率下的光响应具有很高的技术兴趣，并且与可见光频率下的光响应相比，由根本不同的基础物理决定，因为所涉及的光子和基底声子的能量具有可比的能量。在这里，我们通过在宽频率范围（1000-1600 cm $^{-1}$）内测量空间分辨光电流来对石墨烯对中红外线的光响应进行光谱分辨研究。我们揭示了不同的机制，引起光电流产生的极性基板上的石墨烯。特别是，我们发现当光激发体或表面声子的SiO $_2$基板的光响应的增强。该工作为石墨烯基中红外热传感技术的发展奠定了基础。
2016-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of confined acoustic phonon modes in nanocrystalline silicon membranes
INL - International Iberian Nanotechnology Laboratory（伊比利亚纳米技术国际实验室）；VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.（芬兰VTT技术研究中心有限公司）
研究通过飞秒时间分辨测量独立纳米晶硅膜中受限声子，对比晶体硅，发现纳米晶中高阶模式受抑制且依赖频率，确定晶界相关衰减通道，测量声速，表明相干声子可探微观结构散射，晶界能过滤高频声子。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Excitonic and lattice contributions to the charge density wave in 1T-TiSe$_2$ revealed by a phonon bottleneck
理解集体电子状态，如超导性和电荷密度波，对于基础科学和应用至关重要。层状过渡金属二硫属化物1 T-TiSe 2具有独特的电荷密度波（CDW）相变，其起源尚未完全了解。在这里，我们提出了超快时间和角度分辨光电子能谱（TR-ARPES）测量补充时间分辨反射率（TRR），使我们能够建立激子和电子-声子相互作用的贡献的CDW。我们监测的价带（VB）的能量移动和耦合相干声子作为激光能量密度的函数。VB移位，直接相关的CDW间隙关闭，表现出显着较慢的恢复动力学在Fth = 60 microJ cm-2以上的注量。这一观察结果与时间分辨反射率（TRR）中相干耦合声子的相对重量向更高频率模式的转移相吻合，表明存在声子瓶颈。使用速率方程模型，高通量瓶颈的出现归因于耦合声子阻尼的突然减少和与CDW超晶格声子损失相关的激子解离速率的增加。因此，我们的工作确立了激子和声子相互作用在CDW相变中的重要作用，以及结合互补飞秒技术来理解量子材料中复杂相互作用的优势。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Unified Phonon Interpretation for the Non-Fourier Heat Conduction by Non-equilibrium Molecular Dynamics Simulations
纳米约束引起了许多有趣的非傅立叶热传导现象，近年来已被广泛研究，如内部的非线性温度分布，接触附近的温度跳跃，和有限尺寸效应。然而，对这些现象的理解在过去二十年中一直是一个争论的问题。在这项工作中，我们展示了一个统一的声子解释的非傅立叶热传导，可以帮助理解这些现象的模式之间的模式对应的非平衡分子动力学（NEMD）模拟和模式分辨声子玻尔兹曼输运方程（BTE）。研究发现，纳米尺度声子输运特性，包括温度分布，热通量值和模态温度依赖于所施加的热库上的两个接触。我们的NEMD模拟表明，朗之万恒温器表现得像一个无限大的热库，并提供热平衡模式分辨的声子出口，而偏置的水库，例如，Nose-Hoover链恒温器和速度重标度方法的行为类似于非平衡声子出口。我们的解释清楚地表明，非傅立叶热输运现象起源于非扩散声子输运和声子热不平衡的组合。这项工作提供了一个清晰的理解纳米级的热传输，并可能指导在各种应用中的热传输的测量和控制。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Design and operation of a microfabricated phonon spectrometer utilizing superconducting tunnel junctions as phonon transducers
为了充分理解纳米尺度的热输运，有必要对纳米结构中的声子传输进行光谱表征。为了实现这一目标，我们已经开发了一个微型声子谱仪。我们利用微制造超导隧道结（STJ）声子换能器的发射和检测的可调，非热，和光谱分辨的声学声子，频率范围从~100到~870 GHz，在硅微结构。我们表明，声子光谱与STJ提供了一个光谱分辨率~15-20 GHz，这是~20倍优于热导测量，探测纳米级声子输运。STJ是Al-AlxOy-Al隧道结，声子发射和检测通过超导膜中发生的准粒子激发和衰变跃迁发生。我们详细说明的光谱仪的设计几何形状和限制，制造技术，和低噪声仪器，成功应用这种技术的纳米声子研究是必不可少的。我们讨论了由STJ发射器发射的声子的光谱分布和由STJ检测器检测它们的效率。我们证明了声子弹道传播通过硅微结构，亚微米的空间分辨率是可实现的设计，如我们的。纳米结构和纳米材料中声子输运的光谱分辨测量将进一步推动声子的工程和开发，从而对纳米热输运以及新兴的纳米声子学领域产生重要影响。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Nonequilibrium Enhancement of Electron-Phonon Interaction in 2H-MoTe$_2$
该研究结合时间分辨极紫外光电子能谱与约束密度泛函微扰理论，揭示光激发载流子密度可调控2H-MoTe$_2$中非平衡电子-声子相互作用，为驱动固体中弛豫路径的调控提供了微观机制理解。
2025-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spatially resolved femtosecond pump-probe study of topological insulator Bi2Se3
利用空间分辨超快泵浦-探测技术研究了Bi_2Se_3晶体中载流子和声子的动力学行为。在差分反射中观察到明显的振荡，具有两个不同的频率，并归因于相干光学和声学声子，分别。信号的上升时间表明，在这种材料中，热载流子的热化和能量弛豫都是亚ps的。我们发现，热化和弛豫时间随载流子密度的增加而减小。差分反射轮廓的扩展允许我们估计双极载流子扩散系数在每秒500平方厘米的量级上。轮廓的长期缓慢膨胀显示热扩散系数为每秒1.2平方厘米。
2011-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
