С самого начала это было реально

Природная вычислительная наука (2023)Процитировать эту статью

31 доступ

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Препринтная версия статьи доступна на arXiv.

Применение подхода неадиабатической молекулярной динамики (NAMD) ограничивается изучением динамики носителей в импульсном пространстве, поскольку для выборки фононного возбуждения и электрон-фононного (e-ph) взаимодействия при различных импульсах в молекулярной динамике требуется суперячейка. моделирование. Здесь мы развиваем ab initio подход к квантовой динамике носителей заряда в реальном времени в импульсном пространстве (NAMD_k) путем непосредственного введения e-ph-связи в гамильтониан на основе гармонического приближения. Подход NAMD_k поддерживает энергию нулевой точки и включает эффекты памяти динамики несущей. Применение NAMD_k к динамике горячих носителей в графене раскрывает фонон-специфичный механизм релаксации. Энергетический порог 0,2 эВ, определяемый двумя оптическими фононными модами, разделяет релаксацию горячих электронов на быструю и медленную области с временем жизни пико- и наносекунд соответственно. Подход NAMD_k предоставляет эффективный инструмент для понимания динамики носителей в реальном времени в пространстве импульсов для различных материалов.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 12 цифровых выпусков и онлайн-доступ к статьям.

99,00 долларов США в год

всего $8,25 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Получите только эту статью до тех пор, пока она вам нужна

$39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Эти данные получены с помощью моделирования NAMD_k с использованием нашего самодельного кода56,57. Исходные данные для рис. 1–5, дополнительные рисунки. 1–3, а входные файлы для моделирования NAMD_k размещены в архиве Materials Cloud по адресу https://doi.org/10.24435/materialscloud:2n-3j. Исходные данные представлены в настоящем документе.

Код нашего алгоритма и руководство по воспроизведению результатов доступны на GitHub56 и Code Ocean57. В расчете связь e–ph рассчитывается с помощью пакета Perturbo, который можно получить по адресу https://perturbo-code.github.io.

Тисдейл, Вашингтон и др. Перенос горячих электронов из полупроводниковых нанокристаллов. Наука 328, 1543–1547 (2010).

Статья в Академии Google

Акимов А.В., Нойкирх А.Ю., Преждо О.В. Теоретические представления о фотоиндуцированном переносе заряда и катализе на границах раздела оксидов. хим. 113, 4496–4565 (2013).

Статья в Академии Google

Чжэн, К. и др. Ab initio неадиабатические молекулярно-динамические исследования возбужденных носителей заряда в конденсированных системах. ПРОВОДА Компьютер. Мол. наук. 9, 1411 (2019).

Статья в Академии Google

Собота Дж. А., Хе Ю. и Шен З.-Х. Фотоэмиссионные исследования квантовых материалов с угловым разрешением. Преподобный Современная физика. 93, 025006 (2021).

Статья в Академии Google

Понсе С., Ли В., Райхардт С. и Джустино Ф. Расчеты подвижности и проводимости носителей заряда из первых принципов в объемных полупроводниках и двумерных материалах. Реп. прог. Физ. 83, 036501 (2020).

Статья MathSciNet Google Scholar

Бернарди, М. Первопринципная динамика электронов и фононов*. Евро. Физ. J. B 89, 239 (2016).

Статья MathSciNet Google Scholar

Джалани, В.А., Чжоу, Ж.-Ж. И Бернарди, М. Динамика сверхбыстрых горячих носителей в Гане и ее влияние на снижение эффективности. Нано Летт. 17, 5012–5019 (2017).

Статья в Академии Google