各向异性金属中流体动力学电子输运的普适设计原则

载流子与晶格振动（即声子）的相互作用在金属和半金属的非常规电子输运中起着关键作用。近期在块体半金属中观测到的声子介导的集体电子流（称为电子流体动力学）为在高载流子密度材料中寻找强电子-电子相互作用提供了新机遇。在此，我们给出此类二阶散射机制的普适输运特征，以及在 Eliashberg 理论层面的解析极限。我们利用 $ab$ $initio$ 计算，研究了分别具有和不具有拓扑能带交叉的半金属 ZrSiS 与 TaAs$_2$ 在有限尺寸通道中的电子输运。在宽温度范围内动量弛豫与动量守恒散射长度尺度相差一个数量级，使二者成为进一步实验观测电子流体动力学的有前景候选。更一般地，我们的计算表明流体动力学输运 regime 可在更广泛的各向异性金属类中实现，且在一阶近似下不依赖于能带的拓扑性质。最后，基于解析公式与我们的 $ab$ $initio$ 预测，我们讨论指导未来寻找流体动力学候选材料的普适设计原则。我们发现，在感兴趣温度下具有强电子-声子相互作用、缩减的电子相空间以及受抑制的声子-声子散射的系统，很可能呈现流体动力学电子输运。我们预测，由半填充 $d$ 壳层及低晶体对称性的轻 V/VI 族元素组成的层状和/或各向异性半金属，是未来观测流体动力学现象的理想候选。