掺杂钛酸锶中的重非简并电子
材料科学
2020-08-12 v4 强关联电子
摘要
轻掺杂SrTiO的室温金属性令人困惑，因为迁移率与有效质量的组合将意味着平均自由程（mfp）低于Mott Ioffe Regel（MIR）极限，且散射时间短于Planckian时间（）。我们展示了一项将电阻、Seebeck系数和非弹性中子散射扩展到极高温度的研究，这加深了该困惑。金属性电阻持续至900 K，并伴随大的Seebeck系数，其大小（以及其温度和掺杂依赖性）表明载流子随温度升高而变重。将此与中子散射数据结合，我们发现介于500 K和900 K之间，玻尔半径与电子波长彼此相当，且为晶格参数的两倍。根据我们的结果，在100 K至500 K之间，金属性部分由温度诱导的载流子质量放大所驱动。我们将非简并电子的这种质量放大与更为人所熟知的重简并电子情形进行对比。高于500 K时，平均自由程随升温持续收缩，尽管其已变得短于原子间距和电子热波长。后者饱和至晶格参数的两倍。现有的极化子准粒子理论未能为我们的观测提供令人满意的解释。
引用
@article{arxiv.2001.04668,
title = {Heavy non-degenerate electrons in doped strontium titanate},
author = {Clément Collignon and Phillipe Bourges and Benoît Fauqué and Kamran Behnia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.04668},
year = {2020}
}
备注
Supplementary material added