电子-声子相互作用对热输运的影响:综述
材料科学
2021-02-04 v1
摘要
对固体中热传导微观图景的透彻理解,对从微电子热管理到更高效热电材料等一系列广泛应用至关重要。声子作为半导体和绝缘体中主要的微观热载流子,其输运特性特别是散射机制,一直是微尺度热传导研究的核心主题。过去二十年,在计算与实验方面取得了显著进展,详细探测了声子-声子、声子-杂质和声子-边界散射通道。相比之下,电子-声子散射长期被认为在大多数材料常温条件下对热输运影响可忽略。本文综述了第一性原理计算与实验方法的最新进展,这些进展清晰表明电子-声子相互作用在多种具有技术相关性的固态材料中对声子输运有强烈影响。在热平衡条件下,电子-声子相互作用可分别由声子自能的虚部与实部决定,修改总声子散射率并重整化声子频率。在非平衡输运条件下,电子-声子相互作用可通过“声子或电子拖曳”机制以及界面热输运影响块体中的电子与声子耦合输运。基于这些最新结果,我们评估了利用电子-声子相互作用调控固体热输运的潜在用途,并对计算与实验发展的未来方向进行了展望。
引用
@article{arxiv.2102.01827,
title = {Impact of Electron-Phonon Interaction on Thermal Transport: A Review},
author = {Yujie Quan and Shengying Yue and Bolin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01827},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 5 figures. Comments are welcome