扩散与消除——电子流体力学如何消除朗道-沙尔文电阻
介观与纳米尺度物理
2022-11-22 v2 强关联电子
摘要
人们早已认识到，即便是一个完全洁净的电子系统也蕴含朗道-沙尔文电阻，它与传导通道数成反比。该电阻通常被认为源于系统与外部电路接触处的电压降。近期理论表明流体动力学效应可降低此电阻，由此引出流体动力学电子电阻下限的问题。本文表明，通过恰当选择器件几何结构，可将朗道-沙尔文电阻扩散至系统体区，从而借助电子流体动力学将其完全消除。我们将该效应归因于在样品内部终止的通道中电子的流动动力学。对弹道系统而言，这种终止导致电子背向反射并产生电阻；而在流体动力学情形下，这些电子与其他电子的散射使其得以转移到透射通道，从而避免该电阻。反直觉地，我们发现与欧姆区相反，对于流体动力学电子，给定宽度的器件其电阻可随长度减小，这意味着足够长的器件可具有任意小的总电阻。
引用
@article{arxiv.2110.15369,
title = {Spread and erase -- How electron hydrodynamics can eliminate the Landauer-Sharvin resistance},
author = {Ady Stern and Thomas Scaffidi and Oren Reuven and Chandan Kumar and John Birkbeck and Shahal Ilani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15369},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 3 figures for main text + 4 pages of supplemental material; revised version as published in PRL