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飞秒瞬态光学光谱揭示Bi?Se?的非简谐性
摘要: 我们利用飞秒瞬态光学光谱技术在5–280 K温度范围内研究了Bi2Se3晶体中的非谐效应。反射率时间序列包含热载流子引起的指数衰减和A1 1g声子振动导致的衰减振荡。测得该光学声子模式的振动频率和退相位时间随温度变化而降低,加热引起的频率红移和退相位速率增加均可通过包含晶格热膨胀和声子-声子耦合的非谐模型得到良好描述。
关键词: Bi2Se3,飞秒瞬态光学光谱,声子动力学,非谐性,热膨胀,声子-声子耦合
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 法国巴黎 (2019.9.1-2019.9.6)] 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 利用太赫兹光谱技术识别和表征有机半导体中的"杀手模态"
摘要: 有机半导体是极具前景的现代光电器件材料,其应用范围涵盖从柔性显示器到光伏器件等诸多领域。这类材料的适用性很大程度上取决于其载流子迁移率,而低频振动会显著影响该参数。本研究通过结合太赫兹时域光谱技术与固态密度泛函理论,确定了有机半导体中表现出强电子-声子耦合(被称为"杀手模")的特定低频振动模式。该研究成果为协同合成策略提供了依据——通过利用分子间作用力来强化晶格动力学,从而实现对新型材料的理性设计,最终提升载流子迁移率。
关键词: 电子-声子耦合、有机半导体、载流子迁移率、固态密度泛函理论、太赫兹光谱学
更新于2025-09-11 14:15:04
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激子派尔斯机制与碳纳米管中的普适多体能隙
摘要: "金属"碳纳米管在与屏蔽环境隔离时表现出准粒子能隙。该能隙形成机制预计源于电子效应,但其具体本质尚存争议。本工作表明,杂化密度泛函理论预测了一组激子不稳定性,能够产生与实验观测相符的能隙尺寸。这些激子不稳定性与振动模式耦合,特别是与石墨烯的(δ-E2g)和(K-A1)Kohn反常相关的模式耦合,从而引发具有强电子-声子耦合的派尔斯晶格畸变。在较大管径中,纵向光学声子模式转变为完全保持对称性的纯电子二聚化(锯齿型和手性管中),但在扶手椅型管中会破坏对称性。所得能隙具有普适性(即与手性无关),且随管半径呈1/R比例关系。
关键词: 激子佩尔斯机制、电子-声子耦合、多体能隙、碳纳米管、杂化密度泛函理论
更新于2025-09-11 14:15:04
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腔量子电动力学极化子增强的电子-声子耦合及其对超导性的影响
摘要: 迄今为止,固体激光控制主要在泵浦-探测框架下强经典非线性光-物质耦合的背景下进行讨论。本文提出量子电动力学方案来研究低维量子材料与量子腔中量子化电磁场的耦合。通过描述FeSe/SrTiO3电子-声子长程前向散射的原型模型系统,我们采用Migdal-Eliashberg模拟研究了材料二维界面处声子极化激元的形成如何改变有效耦合和超导特性。研究发现:通过高极化率偶极声子可实现显著的腔增强电子-声子耦合,但由于耦合增强与模式软化之间的相互作用,前向散射配对机制的超导性并未得到提升。结果表明量子腔能够调控固体的基本耦合,为前所未有的材料特性控制开辟了道路。
关键词: 声子极化激元、电子-声子耦合、超导性、腔量子电动力学、量子材料
更新于2025-09-10 09:29:36
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《光谱学与质谱学百科全书》|| 固态稀土离子的光谱学
摘要: 光学光谱学作为一门科学的诞生,可以追溯到1672年艾萨克·牛顿发表其著名论文之时。该论文描述了他利用玻璃棱镜将一束阳光分解为从蓝到红的光学光谱成分的实验结果。自那时起,科学家和工程师们利用光实际上包含不同光谱成分这一事实,研究了与光和物质相互作用相关的广泛现象。在光学光谱学领域中,固态材料中不同光学中心的光谱学研究的重要性不容低估,因为此类光学系统具有众多科学和工业应用。这些应用范围广泛,包括研究固体中杂质中心的基本性质、固态材料特性、上转换器件、闪烁体和法拉第旋转器,直至固态激光器的研制。
关键词: 稀土离子,富赫特鲍尔-拉登堡理论,光谱学,朱德-奥弗尔特理论,麦卡伯理论,电子-声子耦合,弗兰克-康登原理,固态
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用二维相干光谱学研究的壳层激子
摘要: 利用二维相干光谱技术(2DCS)研究了InAs自组装量子点系综中p壳层与s壳层激子的退相位机制。该技术全面揭示了量子点的能级结构如何影响激子退相位速率与复合寿命。研究发现:低温下s壳层激子退相位受限于寿命,而p壳层激子因简并自旋态间散射呈现显著纯退相位;高温时二次型激子-声子耦合对两类壳层激子退相位均起重要作用。研究还表明多个p壳层态也是导致这些跃迁产生更强声子退相位的原因。
关键词: 量子点、二维相干光谱、退相位、砷化铟、激子-声子耦合
更新于2025-09-10 09:29:36
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电子-声子耦合对甲基铵铅碘钙钛矿电子性质的影响
摘要: 温度会显著影响甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)吸收体的太阳能效率,即便在单一相稳定范围内,系统电子结构的变化也会导致这种效应。本文采用第一性原理密度泛函理论,研究了CH3NH3PbI3四方相和正交相的电子能带结构随温度的变化规律。通过蒙特卡洛方法计算了全阶电子-声子相互作用——考虑到二阶艾伦-海涅-卡多纳理论在电子-声子耦合中并不适用,这种计算方式是必要的。结果表明能带间隙随温度升高而增大,与实验数据高度吻合。我们证实非谐效应仅在四方-立方相变温度附近起重要作用。研究还发现温度对有效质量和拉什巴耦合具有显著影响:室温条件下,电子-声子耦合使能带有效质量增至T=0K时的两倍,同时使拉什巴耦合强度减半。这些结果凸显了电子-声子耦合对杂化钙钛矿电子特性的重要影响。
关键词: 能量转换与存储、甲基铵铅碘钙钛矿、等离子体学与光电子学、电子-声子耦合、电子特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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燃烧法制备的含Eu3?离子SrO-x·B?O?体系中B?O?含量对Eu3?周围环境的影响
摘要: 通过光致发光(PL)光谱和声子边带(PSB)光谱研究了燃烧法合成的不同x值(x=0.33、0.5、1)SrO-x·B2O3体系中Eu3+周围环境的变化。从PSB光谱分析可以合理推断:随着B2O3含量增加,由于非桥接B-O键数量增多,电子-声子耦合强度增强。运用Judd-Ofelt(JO)理论对Eu3+离子的PL光谱进行计算,得出Ω2强度参数也显示Eu3+周围环境的不对称性随B2O3含量增加而增大。
关键词: Eu3?,Judd-Ofelt理论,燃烧法,电子-声子耦合,B?O?,声子边带
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过共振非弹性X射线散射观测氧化物异质结构中载流子浓度与电子-声子耦合的解耦现象
摘要: 我们利用共振非弹性X射线散射(RIXS)技术,在nSrIrO3=mSrTiO3型超薄超晶格中观测到多重声子卫星特征。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性演变。通过RIXS截面的闭合解,我们提取出电子-声子耦合强度随n和m变化的规律。结合SrTiO3层中可忽略的载流子掺杂效应,这些结果表明电子-声子耦合的调控能有效与掺杂过程解耦。本研究既展示了从超晶格中提取电子-声子耦合的有效方法,也揭示了调控该耦合的潜在途径——这种耦合通常与SrTiO3基体系中的超导性相关联。
关键词: 超晶格、电子-声子耦合、SrTiO3、SrIrO3、共振非弹性X射线散射
更新于2025-09-09 09:28:46
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在晶格匹配的GaP/Si(001)异质界面产生的相干光学声子和声学声子
摘要: 在精确匹配的Si(001)衬底上可生长出晶格近乎完美匹配的薄层GaP薄膜。我们通过全光学泵浦-探测技术研究了GaP/Si埋入界面的超快电子-声子耦合效应。飞秒激光脉冲的带隙以上激发能在GaP覆盖层和Si衬底中同时诱导出相干纵向光学(LO)声子。当GaP层厚度从56纳米减小至16纳米时,由于等离子体的准二维限制效应,GaP LO声子与光激发等离子体的耦合强度显著降低。相同激光脉冲还能以应变脉冲形式产生相干纵向声学(LA)声子。这些应变脉冲在半导体中传播时不仅引起光学反射率的周期性调制,在抵达GaP层边界时还会产生尖锐尖峰。GaP/Si界面处产生的声学脉冲强度明显强于Si表面,这表明GaP/Si异质结构可能作为光电声转换器应用。反射率调制的振幅和相位随GaP层厚度变化,这可通过顶部表面与埋入界面产生的多重声学脉冲干涉效应来解释。
关键词: 光声换能器、磷化镓/硅异质界面、相干声子、超快电子-声子耦合、相干光学声子
更新于2025-09-09 09:28:46