利用纳米界面工程实现晶体金中的超强电子-声子耦合与非经典电子输运
介观与纳米尺度物理
2025-01-22 v1 强关联电子
摘要
良金属，特别是贵金属如金(Au)、银(Ag)或铜，其电阻率在温度T > Θ_D（Θ_D为德拜温度）时随温度线性增加。这是因为这些金属中电子与晶格振动（声子）之间的耦合λ较弱，约为0.1-0.2，微扰分析足以解释T线性的电子-声子散射率。本文中，我们提出了一种晶体金的新型纳米结构策略，该策略下金属输运的这一基本概念被打破。我们证明，通过在晶体金壳层内嵌入半径约1-2 nm的超小银纳米颗粒(AgNPs)的分布式网络，可以实现电子-声子相互作用的空前增强，λ高达约20。这比纯金或纯银高出一百倍以上，比任何已知金属大十倍。随着AgNP密度的增加，电阻率偏离T线性，并趋近于Mott-Ioffe-Regel标度ρ_MIR ~ h a / e^2，对于电阻率的无序（T→0）和声子（T >> Θ_D）依赖分量均如此（其中a=0.3 nm是金的晶格常数）。这种巨大的电子-声子相互作用，我们认为源于库仑相互作用诱导的传导电子与埋藏的金-银异质界面处的局域声子模式的耦合，使得实验上能够进入一个前所未有的非经典金属输运区域。
引用
@article{arxiv.2405.14684,
title = {Engineering ultra-strong electron-phonon coupling and nonclassical electron transport in crystalline gold with nanoscale interfaces},
author = {Shreya Kumbhakar and Tuhin Kumar Maji and Binita Tongbram and Shinjan Mandal and Shri Hari Soundararaj and Banashree Debnath and T. Phanindra Sai and Manish Jain and H. R. Krishnamurthy and Anshu Pandey and Arindam Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.14684},
year = {2025}
}
备注
7+12 pages, total 4+8 figures