Development and frontiers of the theory on non-radiative multi-phonon transitions: From physical insights to first-principles calculations
Abstract
多声子跃迁作为固体物理中重要的电声耦合现象，深刻影响半导体材料和器件的性能。对于深能级缺陷主导的材料体系，非辐射多声子跃迁既是限制半导体光电器件性能的物理瓶颈，也是实现特定功能的必要机制。基于此，本文系统性地梳理非辐射多声子跃迁理论的发展脉络与前沿进展。1950年黄昆与Avril Rhys基于绝热模型首次建立该理论的量子力学框架，历经与静态耦合模型长达三十年的争鸣，黄昆先生最终证明二者的物理等效性，为理论的现代化发展奠定坚实基础。进入21世纪，借助第一性原理计算的强大能力和计算策略的革新，精确的“从头算”不仅深化物理认知，揭示由激发态和亚稳态主导的非辐射复合路径，同时推动理论向包含非谐效应与声子重整化等真实物理的方向演进。目前，研究正从计算跃迁速率转向模拟实时过程，通过非绝热分子动力学方法将自旋、极化子、激子以及核量子效应等物理过程纳入统一的理论模型。研究不仅为深能级缺陷的复杂动力学提供清晰的物理图像，同时为高性能半导体器件的设计和制造提供坚实的理论指导。
Fields of Study & Subjects
Semiconductor Quantum Structures and Devices
Semiconductor materials and interfaces
Luminescence Properties of Advanced Materials
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 8
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- ZH