钛酸锶中的热输运与声子流体力学

我们研究了未掺杂和掺杂钛酸锶在宽温度范围（2-400 K）内的热导率 $\kappa$，并探测了不同的热流 regime。在未掺杂的 SrTiO$_{3}$ 中，$\kappa$ 在其峰值以下及一个狭窄温度窗口内随温度演化快于三次方。这种行为此前在少数固体中观察到，被归因于声子的泊肃叶流（Poiseuille flow），其预期在动量守恒散射事件超过动量耗散散射事件时出现。该效应在存在掺杂剂时消失。在 SrTi$_{1-x}$Nb$_{x}$O$_{3}$ 中，晶格热导率的显著下降始于平均掺杂剂间距与声学声子的热波长变得可比的温度以下。在高温 regime，热扩散率变得与温度的倒数成正比，其前置因子由声速和普朗克时间（$\tau_{p}=\frac{\hbar}{k_{B}T}$）决定。