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石墨的拉曼张量:G、D和D′声子的对称性

Science China Materials 2022年第1期65卷 268-272页

作者：金明革程璐郑伟丁莹朱燕明贾乐敏黄丰 State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies School of MaterialsSun Yat-sen UniversityGuangzhou 510275China

自石墨的拉曼光谱在1970年被首次记录以来,其拉曼特征峰(G、D和D′峰)背后的物理起源一直是人们争论的焦点.目前,人们普遍认为G峰对应于拉曼活性E_(2g2)模式,D和D′峰则是与缺陷有关的无序诱发峰.然而,到目前为止,这些石墨拉曼峰所对应... 详细信息

自石墨的拉曼光谱在1970年被首次记录以来,其拉曼特征峰(G、D和D′峰)背后的物理起源一直是人们争论的焦点.目前,人们普遍认为G峰对应于拉曼活性E_(2g2)模式,D和D′峰则是与缺陷有关的无序诱发峰.然而,到目前为止,这些石墨拉曼峰所对应的声子对称性,还缺乏细致的研究与直接的实验证据.在这里,我们利用角分辨偏振拉曼光谱对这些重要方面进行了阐述.结果表明,D、D′峰的实验拉曼强度与G峰的偏振角关系相似.结合拉曼张量分析和双共振机制,我们进一步了解了D′和D峰的声子对称性.我们的工作为石墨声子对称性提供了可靠的实验证据和合理的解释.

关键词：实验证据声子偏振角拉曼共振机制对称性首次记录角分辨

中国光学十大进展:电子-声子耦合效应与激光波长拓展

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 1-11页

作者：梁飞何程陈延峰于浩海张怀金山东大学晶体材料国家重点实验室山东济南250100 南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

电子-声子耦合效应是拓展固体激光波长的基本原理之一。本文梳理了固体激光发展的历史,以电子-声子耦合导致的荧光展宽和可调谐激光器为主线,总结了色心激光晶体、过渡金属激光晶体、稀土激光晶体三类典型固体激光材料的发展历程和研究... 详细信息

电子-声子耦合效应是拓展固体激光波长的基本原理之一。本文梳理了固体激光发展的历史,以电子-声子耦合导致的荧光展宽和可调谐激光器为主线,总结了色心激光晶体、过渡金属激光晶体、稀土激光晶体三类典型固体激光材料的发展历程和研究现状。近年来,基于多声子耦合机制的稀土激光晶体迅速发展,首次实现了突破荧光光谱的激光输出,极大地拓展了激光波长范围,为全固态可调谐激光器设计提供了新方案。同时,基于功能复合与交互作用规律,研制了一系列低成本、高集成的多声子耦合自倍频激光器,波长覆盖了青-绿-黄-橙-红光波段,满足了激光显示、激光医疗等领域的重要急需,对全固态激光技术的发展具有重要意义。

关键词：激光荧光声子电子跃迁电子-声子耦合

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“声子”的诞生

物理 2022年第12期51卷 855-865页

作者：谢梦祥任捷同济大学物理科学与工程学院声子学与热能科学中心、上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室上海200092

“声子”是现代物理学中的重要概念,其英文名称“phonon”于1932年被正式提出,而这一年也是中国物理学会成立的时间。值此“phonon”诞生和中国物理学会成立90周年之际,文章简要追溯了phonon这一概念诞生的历史背景、20世纪30—40年代ph... 详细信息

“声子”是现代物理学中的重要概念,其英文名称“phonon”于1932年被正式提出,而这一年也是中国物理学会成立的时间。值此“phonon”诞生和中国物理学会成立90周年之际,文章简要追溯了phonon这一概念诞生的历史背景、20世纪30—40年代phonon的引用和传播情况、phonon传入中国物理学界的历程和早期发展情况等。可以看到,“声子”的诞生,与统计物理的发展、量子力学以及量子场论的诞生,紧密相连,密不可分。回眸这段历史是为了更好地启迪今日,走向未来,创造新的历史。

关键词：中国物理学会现代物理学统计物理声子物理学界量子力学量子场论紧密相连

声子系统中弹性波与热输运的拓扑与非互易现象

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物理学报 2019年第22期68卷 1-14页

作者：王子张丹妹任捷同济大学物理科学与工程学院声子学与热能科学中心上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室

声子是晶格集体振动模式二次量子化之后的准粒子激元.在声子的框架下,可以对固体中的力学、弹性波以及热现象进行统一描述.随着对固体系统认识的提高,声子成为补充和替代电子、光子的另一种操控固体器件的重要手段.其中,对声子体系中弹... 详细信息

声子是晶格集体振动模式二次量子化之后的准粒子激元.在声子的框架下,可以对固体中的力学、弹性波以及热现象进行统一描述.随着对固体系统认识的提高,声子成为补充和替代电子、光子的另一种操控固体器件的重要手段.其中,对声子体系中弹性波和热传导的调控在理论和应用上都具有非常巨大的价值.弹性波作为信息载体具有构建新型芯片元件的潜力,而调控以声子为能量载体的热则可以实现能量转化与器件优化.该领域近些年来发展迅猛,大量声子热二极管、弹性和热学超材料、热抽运等新奇材料与器件已经被科学家们预测并实现.这些发展进一步得益于"拓扑"与"非互易性"概念在声子系统器件上的探究和应用.本文综述了声子体系中的拓扑和非互易性相关现象,介绍部分最新研究成果并对发展趋势进行初步展望.主要讨论弹性波和热传导中的拓扑和非互易性,其中重点回顾了利用含时驱动实现的弹性波与热流的非互易传输现象.这种动态调控手段的可调节性很大,可广泛应用于各尺度多组分的声子弹性波与热输运体系之中.

关键词：声子拓扑非互易几何相

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声子辅助的电磁感应透明和超慢光效应的研究

物理学报 2006年第4期55卷 1769-1773页

作者：姚鸣朱卡的袁晓忠蒋逸文吴卓杰宁夏大学物理电气信息学院银川750001 上海交通大学物理系上海200030

在对激子不作任何近似的条件下,对强耦合激子-声子系统中光的线性极化率进行了理论计算,证明了当信号光场频率与激子频率的失谐量等于光学声子的频率时,会出现电磁感应透明现象和超慢光效应.并且与对激子作Dyson-Maleev变换近似和玻色... 详细信息

在对激子不作任何近似的条件下,对强耦合激子-声子系统中光的线性极化率进行了理论计算,证明了当信号光场频率与激子频率的失谐量等于光学声子的频率时,会出现电磁感应透明现象和超慢光效应.并且与对激子作Dyson-Maleev变换近似和玻色近似的结果进行比较,发现对激子无论是否作近似对产生电磁感应透明现象和超慢光效应都没有实质的影响.

关键词：量子光学电磁感应透明激子声子

声子对隧穿量子点分子辐射场系统量子相位的影响

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物理学报 2013年第13期62卷 269-274页

作者：周青春狄尊燕江苏科技大学物理系镇江212003

用全量子理论导出隧穿量子点分子-辐射场相互作用系统状态满足的微分方程组,在相干态辐射场和量子点分子处于隧穿激发态及基态的初始条件下,应用Pegg-Barnett相位理论计算和分析了辐射场的相位概率分布及相位涨落,研究了声子-量子点分... 详细信息

用全量子理论导出隧穿量子点分子-辐射场相互作用系统状态满足的微分方程组,在相干态辐射场和量子点分子处于隧穿激发态及基态的初始条件下,应用Pegg-Barnett相位理论计算和分析了辐射场的相位概率分布及相位涨落,研究了声子-量子点分子作用对辐射场相位的影响,并与Husimi相位分布做了比较.结果表明,温度显著影响光场相位概率分布的时间演化规律,声子既可以抑制也可以增强辐射场相位扩散和涨落,取决于量子点分子的初态.Husimi相位分布和Pegg-Barnett相位分布符合度相当高.

关键词：量子点分子声子量子相位 Q函数

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自旋涨落增强的声子磁矩

物理 2023年第10期52卷 705-707页

作者：武方亮万源张琦南京大学物理学院南京210093 中国科学院物理研究所北京100190

声子是晶格振动的集体激发,是固体中最常见也最重要的准粒子之一。对声子基本性质的理解是凝聚态物理和材料科学众多研究的基础。声子具有能量和准动量,在时间或空间反演对称性破缺的体系中,声子也可携带角动量,并具有手性[1,2]。但长... 详细信息

声子是晶格振动的集体激发,是固体中最常见也最重要的准粒子之一。对声子基本性质的理解是凝聚态物理和材料科学众多研究的基础。声子具有能量和准动量,在时间或空间反演对称性破缺的体系中,声子也可携带角动量,并具有手性[1,2]。但长久以来,人们认为声子的磁矩可以忽略不计[3]。这是因为离子的质量远大于电子,由离子绕转产生的声子轨道磁矩极其微弱,通常小于10-4玻尔磁子(μB),比电子磁矩小4个量级,因此几乎没有可观测效应。

关键词：凝聚态物理对称性破缺玻尔磁子轨道磁矩集体激发声子自旋涨落晶格振动

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双驱动腔磁力学系统中声子激光的产生与调控

双驱动腔磁力学系统中声子激光的产生与调控

作者：张修宇北京邮电大学

学位级别：硕士

声子受激辐射放大即声子激光,具有激光区域阈值高、线宽窄等优点,在高精度无损测量成像或传感和量子信息处理中具有许多至关重要的应用。特别的,在腔磁力学系统中产生的声子激光具有良好的可调谐性。因此,研究在腔磁力学系统中声子激光... 详细信息

声子受激辐射放大即声子激光,具有激光区域阈值高、线宽窄等优点,在高精度无损测量成像或传感和量子信息处理中具有许多至关重要的应用。特别的,在腔磁力学系统中产生的声子激光具有良好的可调谐性。因此,研究在腔磁力学系统中声子激光的产生和调控是量子信息学和量子光学研究的热点。本文基于双重驱动的腔磁力学系统,设计了一种新颖的声子激光实现方法,以此为基础提出了对声子激光力学增益和阈值功率等进行不同精细度调控的方案。本文的主要研究内容有以下两个方面:1.基于传统的三模腔磁力学系统,以及双重驱动的方案,设计了一种声子激光的实现方法。从量子物理角度出发讨论了系统的动力学行为,并利用数值模拟的方法分析了系统稳态粒子和声子激光的增益与阈值。通过对驱动光进行调节,可实现约1.47mW的低阈值声子激光。实验上的双驱动方法实现方式简洁、无需复杂的实验设计和操作步骤,具有较高的实验可行性。2.提出了腔磁力学系统中对声子激光进行不同精细度控制的有效方案。通过分别对双驱动腔磁力学系统中两驱动场之间的相对相位差和相对振幅比进行调节,直接控制干涉类型和强度,从而实现对声子激光不同精细度的控制。本方案为基于腔磁力学平台的低阈值、高增益和窄线宽特性的可调声子激光设备的发展提供了一个潜在的实用途径。

关键词：声子激光腔磁力学光子声子

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声子摩擦能量耗散机理研究

物理学报 2009年第12期58卷 8522-8528页

作者：丁凌云龚中良黄平华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

以界面摩擦为研究对象,分析了黏滑过程中的能量积累和耗散问题.基于晶格热动力学理论,通过分析界面原子在周期性势场中跳跃前后的势能差,推导了界面原子温升公式.理论表明,界面温升与摩擦系统的接触状态和材料特性有关,界面交互势能是... 详细信息

以界面摩擦为研究对象,分析了黏滑过程中的能量积累和耗散问题.基于晶格热动力学理论,通过分析界面原子在周期性势场中跳跃前后的势能差,推导了界面原子温升公式.理论表明,界面温升与摩擦系统的接触状态和材料特性有关,界面交互势能是其中影响较大的因素之一.在滑动阶段初期,由于界面原子处于非热平衡状态,晶格的热振动将通过激发出新声子而耗散能量,从而使得非热平衡向平衡状态转变.通过引入量子力学和热力学理论,分析了界面摩擦能量的耗散规律.结果表明,当声子振动频率较大时,黏着阶段存储于界面振子上的弹性势能在滑动阶段就很快完全耗散,耗散时间远小于滑动阶段的时间.

关键词：界面摩擦黏滑声子温升