Fin dall'inizio era reale

Nature Computational Science (2023) Citare questo articolo

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L'applicazione dell'approccio della dinamica molecolare non adiabatica (NAMD) è limitata allo studio della dinamica dei portatori nello spazio della quantità di moto, poiché è necessaria una supercella per campionare l'eccitazione del fonone e l'interazione elettrone-fonone (e-ph) a diversi momenti in una dinamica molecolare simulazione. Qui sviluppiamo un approccio ab initio per la dinamica quantistica dei portatori di carica in tempo reale nello spazio della quantità di moto (NAMD_k) introducendo direttamente l'accoppiamento e-ph nell'Hamiltoniano basato sull'approssimazione armonica. L'approccio NAMD_k mantiene l'energia del punto zero e include effetti di memoria della dinamica dei portatori. L'applicazione di NAMD_k alla dinamica dei portatori caldi nel grafene rivela il meccanismo di rilassamento specifico del fonone. Una soglia di energia di 0,2 eV, definita da due modalità fononiche ottiche, separa il rilassamento degli elettroni caldi in regioni veloci e lente con durate rispettivamente di pico e nanosecondi. L'approccio NAMD_k fornisce uno strumento efficace per comprendere le dinamiche dei portatori in tempo reale nello spazio della quantità di moto per diversi materiali.

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Questi dati sono ottenuti mediante simulazioni NAMD_k utilizzando il nostro codice fatto in casa56,57. I dati di origine per le Figg. 1–5, figure supplementari. 1–3 e i file di input per le simulazioni NAMD_k sono stati depositati nell'archivio Materials Cloud all'indirizzo https://doi.org/10.24435/materialscloud:2n-3j. I dati di origine sono forniti con questo documento.

Il codice per il nostro algoritmo e una guida per riprodurre i risultati sono disponibili su GitHub56 e Code Ocean57. Nel calcolo, l'accoppiamento e–ph viene calcolato dal pacchetto Perturbo, che può essere ottenuto su https://perturbo-code.github.io.

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