非平衡时变Boltzmann碰撞算符的数值求解器：应用于二维材料
摘要：时间相关的玻尔兹曼方程（TDBE）是研究强烈的非平衡热化动力学的可行选择，在许多新颖的物理应用中变得越来越重要，比如超快热化、太赫兹辐射等。然而，其适用性受到解决其散射积分项的可行性方面的限制。在我们以前的工作中，我们提出了一个数值求解器来计算TDBE中的散射积分项，并在其基础上做了改进，包括二阶动量离散化和自适应时间步长。我们的求解器不需要接近平衡的假设，并且可以处理实际的能带结构和散射振幅。此外，它在数值效率上非常高，并且极其稳定，不受数值不稳定性的影响。在我们以前的工作中，我们展示了我们的求解器在1D材料中的应用，而在这里，我们展示了它在简单的2D系统中的应用，并分析了引入的非平衡激发的热化过程。我们发现，以较高能量引入的激发比以相对较低能量引入的激发更快地热化。此外，我们得出结论，非平衡态群体的热化到平衡值不是简单的指数衰减，而是时间的复杂函数。然而，通过将非平衡态群体的衰减与时间拟合为双指数函数，我们能够得到热化过程涉及的时间尺度的定量见解。
作者：Indrajit Wadgaonkar, Michael Wais and Marco Battiato
论文ID：2102.08214
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-01-05