金属纳米谐振器中自由电子对机械振动的阻尼
介观与纳米尺度物理
2013-05-21 v1
摘要
我们研究了自由电子对薄弹性梁形式的金属纳米机械谐振器品质因数 (Q) 的影响。利用细梁弹性理论对梁的弯曲模式和纵向模式进行建模，并使用简单的微扰理论计算外部激发的振动模式因与自由电子相互作用而衰减的速率。我们发现电子 - 声子相互作用显著影响纵向模式的 Q 值，并且对于原本高 Q 值的梁的弯曲模式阻尼也可能具有重要意义。梁的有限几何形状体现在两个重要方面：其有限长度破坏了沿梁方向的平移不变性，引入了不完美的动量守恒定律以取代精确定律；其有限宽度导致了电子态的量子化，从而引入了一个温度标度，在此标度下存在从高温宏观区域到低温介观区域的交叉。在高温宏观区域，电子 - 声子阻尼的表现仿佛电子处于体材料中；而在低温介观区域，阻尼仅由少数耗散通道主导，并且随着参数变化表现出尖锐的非单调变化。这表明了一种通过测量纳米器件机械振动的 Q 值来探测其电子能谱的新方案。
引用
@article{arxiv.1211.0450,
title = {Damping of mechanical vibrations by free electrons in metallic nanoresonators},
author = {Ze'ev Lindenfeld and Ron Lifshitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.0450},
year = {2013}
}