从第一性原理理解半金属性相中的相干声子与准粒子重整合
材料科学
2024-07-25 v1 强关联电子
摘要
相干声子，即固体中由光激发的共振晶格振动，提供了一种利用光场工程化结构和电子自由度的强大方法。本文我们构建了半金属性相中位移激发相干声子（DECP）机制的 ab initio 理论，该机制是光致结构控制的主要途径。该研究基于对电子-声子相互作用作用下，电子和相干声子超快动力学的 ab initio 模拟，建立了一种可预测的计算框架，用于描述DECP机制所引发的结构变化及其随后准粒子能带重整合的产生。我们通过对元素半金属性物Sb中相干声子进行的理论与实验相结合的研究验证了这一框架。通过对时间-角分辨光电子能谱（tr-ARPES）测量的傅里叶分析，我们获取了由相干A1g声子引发的暂态光谱特征和准粒子重整合信息，随时间、动量、能量和光强的变化。实验与理论之间的定性和定量一致性证实了本研究中所提出的第一性原理方法。除了推进对由相干声子中介的电子-声子相互作用的基本理解外，本研究为通过DECP机制可预测性地工程化半金属性物的结构和电子自由度开辟了新的机遇。
引用
@article{arxiv.2407.17118,
title = {Coherent Phonons and Quasiparticle Renormalization in Semimetals from First Principles},
author = {C. Emeis and S. Jauernik and S. Dahiya and Y. Pan and C. E. Jensen and P. Hein and M. Bauer and F. Caruso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.17118},
year = {2024}
}