利用射频压缩超快电子衍射观测石墨中的相干与非相干电子 - 声子耦合

射频压缩超快电子衍射技术已被用于从晶格自由度的视角，直接探测 1.55 eV (800 nm) 脉冲电子激发与光学及声学声子模式之间的相干和非相干耦合。观察到由于电子系统弛豫至非相干声子而导致的衍射强度双指数抑制，其中 250 fs 的快速贡献主要由耦合到$\Gamma$点的$E_{2g2}$光学声子模式（$\Gamma-E_{2g2}$）和$K$点的$A_1^{'}$光学声子模式（$K-A_1^{'}$）所主导。这两种模式在布里渊区的这些点处均具有 Kohn 异常。其结果是一种独特的非平衡态，即在光激发后 500 fs 内，电子子系统仅与极少一部分晶格自由度达到热平衡。该状态通过进一步的电子 - 声子和声子 - 声子途径在 6 ps 的时间尺度上弛豫。此外，电子激发导致石墨中产生面内和面外的相干晶格响应，我们能够基于飞秒电子衍射数据中的斑点位置和强度调制完全确定其特征。面内运动具体表现为振幅约为 0.06 pm 的石墨烯平面$\Gamma$点剪切模式，而面外运动则表现为薄膜的声学呼吸模式响应。