NobleBlocks

Research indexJournal article

Нетермическое смягчение частоты когерентных фононов в кристаллах с пайерлсовскими искажениями

Мисочко

Russian Agency for Digital Standardization1 May 2020Open access

NobleIDark:/48914/w1/20260521/D36E7565DOI10.26201/issp.2020/nmtss.42

Free to read at the publisher

You can read the abstract here, or the full text at the publisher.

Read at the publisher

Abstract

Нетермическое смягчение частоты когерентных фононов в кристаллах с пайерлсовскими искажениями О.В.Мисочко ИФТТ РАН, 142432, Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, д.2 e-mail: misochkoissp.ac.ru Сверхбыстрая динамическая спектроскопия за последнее десятилетие выявила новый класс физических процессов, в которых баллистическое движение атомов играет ключевую роль. Эти процессы кардинально отличаются от процессов, для которых случайное, диффузионное движение атомов определяет скорости превращения. Типичным примером этих новых процессов является сверхбыстрое, нетермическое плавление и предшествующее ему смягчение фононных частот, которое возникает в результате сильного изменения межатомных сил из-за быстрого возбуждения электронов из валентной зоны в зону проводимости (холодная решетка, горячие электроны). В результате этого атомы приводятся в когерентное движение и приобретают достаточную кинетическую энергию для того, чтобы изменить и даже дестабилизировать решетку за времена (десятки фемтосекунд) более короткие чем времена, определяемые электрон-фононным взаимодействием (десятки пикосекунд), которые контролируют конвертацию электронной энергии в энергию решеточных движений. Детальное исследование полносимметричных когерентных фононов полуметаллов Bi и Sb, а также полупроводника SnSe (см. Рис.1) позволило выяснить роль электронной подсистемы в смягчении частот полносимметричных когерентных фононов при росте степени возбуждения. Это было реализовано при помощи когерентного контроля, который позволил выделить вклад ангармонизма решетки, позволяя независимо контролировать степень возбуждения электронной подсистемы (плотность фотоиндуцированных носителей или неравновесная электронная температура) и амплитуду решеточных смещений. Показано, что зависимости частот когерентных фононов в полуметаллах и полупроводнике от плотности энергии возбуждения функционально совпадают, демонстрируя сублинейную зависимость. Однако отклонения от линейного режима в SnSe начинаются при плотности энергии импульса возбуждения на один-два порядка меньших чем в полуметаллe. Сделана попытка объяснить этот факт различием величины и характера пайерлсовских искажений, существующих в данных кристаллах. Работа поддержана грантом 20-02-00231 РФФИ. Литература 1 Мисочко О.В. Зависимость амплитуды когерентных фононов сурьмы от длительности возбуждающего лазерного импульса, ЖЭТФ 337, 150(2) (2016). 2 Misochko O.V., Lebedev M.V. Coherent lattice dynamics in opaque crystals: Testing the adequacy of two-tensor model, Physical Review B 94 (18), 184307 (2016).

Discussion

Topics

More

Suggest a correction or report