时间分辨关联量子晶格动力学中热声子物理的印记

在泵浦-探测装置中，从电子自由度到晶格自由度的能量流时间动力学可能受到热声子瓶颈的强烈影响，后者可维持光激发电子态更长的相干性。近来，热声子物理已在 MgB$_2$（基于电声子的超导体，其 $T_{\rm c}\approx 39$ K）中被实验观测与理论描述。通过采用第一性原理与量子场论相结合的方法，并以 MgB$_2$ 为例，我们在此提出一条新路径，通过对晶格原子间关联中所编码信息的直接分析，来揭示热声子的存在并刻画其性质。该方法利用了以两个硼原子的面内反相运动为特征的 $E_{2g}$ 热模的潜在对称性。由于热声子通常出现在布里渊区的高对称点，且具有晶格位移的特定对称性，本分析颇具普适性，可有助于在其他有前景的材料（如石墨烯、氮化硼或黑磷）中揭示热声子物理。