8月，《Communications Physics》期刊发表光电融合超快生物分子成像装置负责人梁文锡教授课题组题为“Valley resolved dynamics of phonon bottleneck in semiconductor molybdenum ditelluride”的论文。该工作以百飞秒超快电子衍射系统和飞秒瞬态光谱系统为观测工具，研究了半导体二碲化钼（2H-MoTe₂）中载流子和声子在能谷自由度下的演化及声子瓶颈的发生。
光生载流子与声子在2H-MoTe₂中的演化及声子瓶颈在不同能谷的产生示意图
该研究结合密度泛函理论（DFT）计算和非绝热分子动力学（NAMD）模拟，揭示了光激发后热载流子通过谷内散射（亚皮秒级）和谷间散射（皮秒级）弛豫的路径，并伴随布里渊区中心的强耦合光学声子（A₁g模式）和边界高对称点纵向声学声子（LAP-M）的发射。研究发现，两种非平衡声子的数量都显著大于1（Nₚ ≫ 1），导致声子再吸收而形成“声子瓶颈”效应，延缓载流子冷却。此外，UED的观测还给出声子在异质结构界面处的耦合与耗散。该工作为理解二维过渡金属硫化物中载流子–声子相互作用提供了动量分辨的动态图像，为谷电子学和热管理应用的研究提供参考。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s42005-025-02267-y
