A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Fast Green’s Function Method for Ultrafast Electron-Boson Dynamics (2021)
Karlsson, D., van Leeuwen, R., Pavlyukh, Y., Perfetto, E., & Stefanucci, G. (2021). Fast Green’s Function Method for Ultrafast Electron-Boson Dynamics. Physical Review Letters, 127(3), Article 036402. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.036402
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Karlsson, Daniel; van Leeuwen, Robert; Pavlyukh, Yaroslav; Perfetto, Enrico; Stefanucci, Gianluca
Lehti tai sarja: Physical Review Letters
ISSN: 0031-9007
eISSN: 1079-7114
Julkaisuvuosi: 2021
Ilmestymispäivä: 15.07.2021
Volyymi: 127
Lehden numero: 3
Artikkelinumero: 036402
Kustantaja: American Physical Society (APS)
Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.036402
Julkaisun avoin saatavuus: Ei avoin
Julkaisukanavan avoin saatavuus:
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/77165
Julkaisu on rinnakkaistallennettu: https://arxiv.org/abs/2006.14965
Tiivistelmä
The interaction of electrons with quantized phonons and photons underlies the ultrafast dynamics of systems ranging from molecules to solids, and it gives rise to a plethora of physical phenomena experimentally accessible using time-resolved techniques. Green’s function methods offer an invaluable interpretation tool since scattering mechanisms of growing complexity can be selectively incorporated in the theory. Currently, however, real-time Green’s function simulations are either prohibitively expensive due to the cubic scaling with the propagation time or do neglect the feedback of electrons on the bosons, thus violating energy conservation. We put forward a computationally efficient Green’s function scheme which overcomes both limitations. The numerical effort scales linearly with the propagation time while the simultaneous dressing of electrons and bosons guarantees the fulfillment of all fundamental conservation laws. We present a real-time study of the phonon-driven relaxation dynamics in an optically excited narrow band-gap insulator, highlighting the nonthermal behavior of the phononic degrees of freedom. Our formulation paves the way to first-principles simulations of electron-boson systems with unprecedented long propagation times.
YSO-asiasanat: kvanttifysiikka; elektronit; bosonit; fononit; simulointi; laskennallinen tiede
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Hybrid electron-boson systems out of equilibrium
- Karlsson, Daniel
- Suomen Akatemia
- Nya metoder i kvantmekanisk mångkroppsteori
- Van Leeuwen, Robertus
- Suomen Akatemia
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2021
JUFO-taso: 3