粗糙边缘无序金属环中扩散电阻与弹道持续电流的共存：令人困惑的实验值的可能起源
介观与纳米尺度物理
2015-06-17 v1
摘要
通过散射矩阵方法计算了由于粗糙边缘和随机晶界导致无序的介观正常金属环中的典型持续电流（I_typ）。此外，通过朗道尔公式获得了相应金属线的电阻，并确定了电子平均自由程（l）。如果无序由粗糙边缘引起，则发现弹道持续电流I_typ≃e v_F/L与扩散电阻（∝L/l）共存，其中v_F是费米速度，L≫l是环长。该弹道电流源于单个电子几乎平行于粗糙边缘运动，因此很少撞击它们（表明由于哈特里-福克相互作用，这种平行运动在环几何中存在）。我们的发现与Chandrasekhar等人[Phys. Rev. Lett. 67, 3578 (1991)]报告的关于长度L≃100l的金属环的令人困惑的实验结果I_typ≃e v_F/L一致。如果无序由晶界引起，我们的数据再现了理论结果I_typ≃(e v_F/L)(l/L)，该结果适用于白噪声类无序，并在最近的实验中被观察到。因此，在长度L≫l的无序金属环中，结果I_typ≃e v_F/L与结果I_typ≃(e v_F/L)(l/L)一样正常。观察到哪个结果取决于无序的性质。将I_typ和l与无序性质相关联的实验将具有启发性。
引用
@article{arxiv.1309.1580,
title = {Coexistence of diffusive resistance and ballistic persistent current in disordered metallic rings with rough edges: Possible origin of puzzling experimental values},
author = {J. Feilhauer and M. Mosko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.1580},
year = {2015}
}
备注
arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1203.6512