Drag of electrons in graphene by substrate surface polar phonons
已知通过基底的表面极性声子(SPP)的电子散射降低了它们在支撑的石墨烯中的迁移率。然而,没有实验证据表明SPP对石墨烯中热电现象的电子拖曳的贡献:石墨烯热电性与莫特定律表现出良好的一致性,这意味着扩散对热电性的贡献在宽范围的载流子密度和温度中占主导地位。在这里,我们发展了一个完整的理论,电子在石墨烯的牵引SPP。通过求解电子被表面等离子体散射的玻尔兹曼输运方程,推导出表面等离子体阻力对石墨烯热电势的贡献。相比,扩散热电势,得到的值似乎是一个数量级较低的各种基板。这可以解释为低占有数的SPP和短的平均自由程的声子源于他们的小群速度。我们的结论是,石墨烯的热电实验可以在莫特定律的框架内处理。
2016-06-06 cond-mat.mes-hall
Phonon-drag magnetothermopower in Rashba spin-split two-dimensional electron systems
研究了在低温下,在Rashba自旋轨道相互作用和垂直磁场共同作用下,GaAs/AlGaAs异质结中准二维电子系统中声子拖曳对热电势的贡献.当Rashba自旋轨道耦合常数较强时,声子拖曳热电势峰分裂为两个。这种分裂是Rashba自旋轨道相互作用的直接结果。数值计算了声子拖曳热势对磁场和温度的依赖关系。在Bloch-Gruneisen区,声子拖曳磁热势与温度呈幂律关系,并求出了声子拖曳磁热势随电子密度、磁场、自旋轨道耦合常数等参数变化的温度指数.
2013-09-19 cond-mat.mes-hall
Theory of phonon-drag thermopower of extrinsic semiconducting single-wall carbon nanotubes and comparison with previous experimental data
提出了一个计算简并掺杂半导体单壁碳纳米管(SWCNTs)声子拖曳热电势($S^{g}$)的理论模型。详细计算了$S^{g}$随温度、管半径和费米能级位置的变化。我们推导出一个简单的解析表达式$S^{g}$,可以用来确定掺杂纳米管中的自由载流子密度。在低温下,$S^{g}$表现出载流子一维(1D)特性的活化行为特征。考虑到屏蔽效应,发现它们显著降低了$S^{g}$的大小。我们的研究结果与以前发表的实验数据进行了比较,在散装p掺杂单壁碳纳米管材料。在10-200 K的温度范围内,获得了一组一致的参数,极好的协议。鉴于这些系统的复杂性,这是一个惊人的结果。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall
Thermopower of a 2D electron gas in suspended AlGaAs/GaAs heterostructures
我们提出了高电子迁移率的二维电子气(2DEG)在一个薄的悬浮membranes.We表明,小尺寸的膜大大降低了热导率相比,散装材料,使它有可能建立一个强大的热梯度沿2DEG即使在几微米的距离。我们发现,零场热电势显着影响的微图案化。在相反的2DEG纳入散装材料中,热电势的扩散贡献保持占主导地位的温度为7 K,直到声子阻力变得强大,并支配运行的热电势。我们还发现,电子和声子之间的耦合在声子拖曳制度是由于屏蔽变形势,在相反的压电耦合体声子。
2011-11-05 cond-mat.mes-hall
Effect of piezoelectric substrate on phonon-drag thermopower in monolayer graphene
研究了压电基底上单层石墨烯的声子拖曳热电势。本文计算了GaAs基片上压电表面声(PA)声子的外生势对声子拖曳的贡献S^gPA随温度T和电子浓度ns的变化。在非常低的温度下,发现石墨烯的声学(DA)声子的本征变形势的S ^g_PA远大于S^g_DA。在~5 K附近,S^g_PA和S^g_DA有一个交叉点.在约>10 μ m尺寸的石墨烯样品中,我们预测在10 K下的S_g ~20 uV,这远大于热电势的扩散分量,并且可以通过实验观察到。在Bloch-Gruneisen(BG)区域,T和n_s的依赖性分别由幂律S^g_PA(S^g_DA)~ T^2(T^3)和S^g_PA,S^g_DA ~ n_s^(-1/2)给出. T(n_s)依赖性是二维声子(电子的狄拉克相位)的表现。讨论了屏蔽的效果。类似于Herring定律(S_g mu_p ~T^-1),我们预言了一个新的关系式S_g mu_p ~n_s^0,其中mu_p是声子限制迁移率。我们认为,ns相关的测量将在识别狄拉克相位和屏蔽效应方面发挥更重要的作用。
2017-05-23 cond-mat.mes-hall
A Hot Electron Thermocouple and the Diffusion Thermopower of Two-Dimensional Electrons in GaAs
在二维电子系统(2DES)中实现了一种简单的热电子热电偶,并用于测量零磁场下2DES的扩散热电势。这种热电子技术,它不需要微米级的图案化的2DES,是比传统的方法更不敏感的声子拖曳效应。在T ~ 2K温度范围内,我们的热电势结果与Mott扩散热电势公式符合得很好。
2009-03-04 cond-mat.mes-hall
Phonon-Drag Thermopower at High Temperatures
提出了绝热结晶模型。结果表明,晶体中可能存在弹性核相对于电子的振荡和这种振荡的波(固有振荡和波)。对具有电子振动中心的半导体中电阻率的实验温度依赖性的分析表明,固有振荡与晶体声子以及电子和空穴有效地相互作用,产生电子和空穴与声子的强大相互作用。德拜温度从77 K到700 K的声子拖曳热电势实验窄峰证实了晶体中固有振荡波的存在。固有的振荡和波引起强烈的电子-声子相互作用,并可能在低于室温和远高于室温的温度下产生超导性。
1999-04-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory of magnetothermoelectric phenomena in high-mobility two-dimensional electron systems under microwave irradiation
从理论上研究了稳态微波辐照下垂直磁场中二维电子气对温度梯度的响应。计算了由温度梯度引起的电流和热功率系数,同时考虑了扩散和声子拖曳机制。由于电子能谱的朗道量子化,微波对热电势的修改发生,并且由与微波引起的电阻率振荡相似的微观机制控制。微波诱导修正声子拖曳热电势的磁场依赖性是由声子共振频率与辐射频率的混合决定的,这会导致干涉振荡。微波辐射对横向热电势的影响远大于纵向热电势。除了作为磁场的函数示出突出的微波诱导振荡之外,横向热功率似乎对微波辐射的线偏振方向高度敏感。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall
The Phonon Drag Effect in Single-Walled Carbon Nanotubes
本文用耦合电子-声子玻尔兹曼方程的变分解计算了一维系统中声子阻力对热电势的贡献。一个简单的公式推导出的金属,单壁碳纳米管的声子阻力的温度依赖性。当费米能级变化时,不同电子能带之间的散射产生非零的声子阻力值。
2002-11-06 cond-mat.mes-hall
Zero-field thermopower of a thin heterostructure membrane with a 2D electron gas
我们研究了含有二维电子系统的微米级独立膜的低温热电势。用分子束外延技术生长GaAs/AlGaAs异质结,制备了320 nm厚的悬浮膜,其中包括34 μ m长的高电子迁移率霍尔栅结构。在膜的中心区域上的焦耳加热相对于膜附接到冷储器的悬挂点产生热梯度。对膜的温度测量揭示了由于低热导率而导致的强热梯度。我们测量了零场热电势,发现声子拖曳的贡献在低温下被抑制到7 K。
2011-11-05 cond-mat.mes-hall
Thermopower and Nernst measurements in a half-filled lowest Landau level
受Potter等人[Phys. Rev. X 6,031026(2016)]关于Dirac复合费米子可能的热电特征的最新提议的启发,我们对填充因子v = 1/2的超高迁移率GaAs/AlxGa 1-xAs二维电子系统的热电输运进行了系统的实验研究。我们证明了热电势Sxx和能斯特Sxy是对称的和反对称的B = 0 T,分别。在v = 1/2时测量的热电势Sxx的性质与以前的实验结果是一致的。v = 1/2的能斯特信号Sxy是非零的,在声子拖曳占优势的区域与温度呈幂律关系。在电子扩散主导区,发现v = 1/2的能斯特信号Sxy明显小于Potter等人预测的线性温度相关值,并且随着温度的降低比线性相关性更快。
2018-06-09 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag Mechanisms in Graphene
最近的测量揭示了石墨烯中的异常库仑阻力,暗示了电荷中性的新物理学。反常阻力解释了一个新的机制的基础上的能量传输,其中涉及层间能量转移,耦合到电荷流通过横向热流和热电。新旧阻力机制受不同的物理效应支配,导致截然不同的行为,特别是在电荷中性附近的阻力大小和符号。新的机制解释了电荷中性附近的巨大阻力增强,以及它的符号和对磁场的异常敏感性。在现实条件下,能量传输在很宽的温度范围内占主导地位,从而产生了一个普遍的阻力值,它基本上是独立的电子-电子相互作用强度。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon interaction in a spin-orbit coupled quantum wire with a gap
研究了面内磁场诱导下具有Rashba自旋轨道相互作用的带隙量子线中电子与声学声子的相互作用。我们计算声学声子有限电阻率($ρ$)和声子拖曳热电势($S_g$)由于两个众所周知的机制,即电子-声子相互作用,变形势(DP)和压电(PE)散射。在所谓的Bloch-Gruneisen温度极限中,$ρ$和$S_g$都以幂律方式依赖于温度($T$),即$ρ$或$S_g\sim T^{ν_T}$。对于电阻率,$ν_T$分别取DP和PE散射的值$5$和$3$。另一方面,$ν_T$是$4$和$2$由于DP和PE散射,分别为声子拖曳热电势。此外,我们还发现$ν_T$依赖于Rashba参数($α$)和电子密度($n$).在较低密度下,$ν_T$对$α$的依赖性变得更加显著。我们还研究了$ρ$和$S_g$随载流子密度的变化。通过数值分析,建立了类似的幂律依赖性$ρ$或$S_g\sim n^{-ν_n}$,其中有效指数$ν_n$经历从低密度行为到高密度行为的平滑过渡。在较高密度区域,$ν_n$与从理论论证中获得的值非常匹配。给出了布洛赫-格吕尼森体系中电阻率和声子拖曳热势的近似解析表达式。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport in a three-dimensional HgTe topological insulator
实验研究了80 nm厚的三维拓扑绝缘体(3D TI)应变碲化汞薄膜的热电响应特性。双极热电势观察到的费米能量从导电移动到价体带。理论与实验的比较表明,热电势主要是由于声子阻力的贡献。在2D狄拉克电子与体空穴态共存的区域中,由于2D电子- 3D空穴散射,塞贝克系数被修改。
2021-12-11 cond-mat.mes-hall
Nonmonotonic temperature dependence of the thermopower of atomic-size gold contacts
University of Konstanz(康斯坦茨大学)
通过机械可控断裂结技术测量金原子接触的热电势,发现其随温度非单调变化,在150K附近有最小值,偏离Landauer模型的线性预期,归因于声子贡献。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Large phonon-drag enhancement induced by narrow quantum confinement at the LaAlO3/SrTiO3 interface
在室温以下的LaAlO 3/SrTiO 3界面的二维电子系统(2DES)的热电功率进行了探索,与Nb掺杂的SrTiO 3单晶的比较。对于接口,我们发现一个区域低于T =50 K的热电势占主导地位的声子阻力,其幅度是巨大的放大相对于相应的体积值,达到值~mV/K及以上。界面处的声子阻力增强可以追溯到2DES的紧密载流子限制,并且代表了界面处强电声声子耦合的尖锐特征。
2016-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant thermopower and power factor in magic angle twisted bilayer graphene at low temperature
在低$T$(1-20 K)范围内,研究了扭曲双层石墨烯(tBLG)中的面内声子拖曳热势$S^g$、扩散热势$S^d$和功率因子$PF$随扭曲角$θ$、温度$T$和电子密度$n_s$的变化关系.当$θ$接近魔角$θ_m$时,$S^g$和$S^d$被强烈地增强,这是$θ_m$附近莫尔平带中电子的费米速度${ν_F}^*$被极大地抑制的表现。这种增强随着$θ$和$T$的增加而降低。在Bloch- Gruneisen(BG)机制中,发现$S^g \sim {ν_F}^{* -2}$、$T^3$和${n_s}^{-1/2}$。随着$T$的增加,$S^g \sim T^δ$中的指数$δ$从3变化到接近零,并且估计在$\sim$ 20 K下的最大$S^g$值为$\sim$ 10 mV/K。在低(高)温区域,对于较小的$n_s$,$S^g$较大(较小)。另一方面,对于$T > \sim$ 2 K,$S^d$(由Mott公式控制)、$\sim {ν_F}^{* -1}$、$T$和${n_s}^{-1/2}$以及$S^d<<S^g$.功率因数$PF$也被发现是强烈的$θ$依赖和非常增强。在tBLG中,除了$T$和$n_s$外,$θ$还充当了$S^g$和$S^d$以及$PF$的强调谐参数。我们的研究结果进行了定性比较,在tBLG的面外热电势的测量。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon scattering in the transport coefficients of CoFe alloys
在一组CoFe合金膜上同时测量电阻率$ρ$、热电势${\cal S}$和热导率$κ$。的Co含量的变化$x_\mathrm{Co}$允许通过能带结构的费米能级的系统调谐,和电子和磁性之间的相互作用的研究的传输系数的贡献。虽然$ρ$和$κ$的能带结构和磁振子效应相当弱,但它们在${\cal S}$中非常显著。在纯Fe和纯Co的两种极限情况下,我们追踪了Mott和磁振子阻力对${\cal S}$的贡献的演变。此外,我们还发现了磁振子阻力的一个有趣的符号变化。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Phonon Scattering of Composite Fermions
研究了量子化磁场中偶分母分数对应的声学声子与二维电子相互作用的主要方面。利用复合费米子方法,我们导出了由陈-西蒙斯规范场介导的电子-声子耦合的顶点。我们估计声学声子贡献的电子迁移率,声子拖曳热功率,和热电子能量损失率,这一切,取决于温度制度,是成比例的T比他们的零场对应的较低的权力,或增强相同的数值因子的表面声波衰减系数。
1996-12-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced phonon-drag by nanoscale design of homoepitaxial \hbox{$β$-Ga$_2$O$_3$}
该研究通过调控同质外延 β-Ga₂O₃ 纳米薄膜厚度,在 λ_PD ≫ λ > d 条件下将声子拖曳热电势从 -0.4 mV/K 增强至 -3 mV/K,并揭示厚度低于 75 nm 时电子-声子相互作用由三维向准二维转变的机制。
2025-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in bilayer graphene near charge neutrality: Which scattering mechanisms are important?
利用半经典量子玻尔兹曼方程(QBE),数值计算了双层石墨烯在电中性附近的直流输运性质。与之前的讨论相反,我们发现即使在40 K以下的温度下,声子散射也至关重要。尽管如此,电子-电子散射仍然占主导地位的声子碰撞,允许流体动力学的方法。我们介绍了一个简单的双流体动力学模型的电子和空穴通过库仑阻力相互作用,并比较我们的结果完整的QBE计算。我们表明,双流体模型产生定量准确的结果,导热系数,热功率和热导率。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th