物理学助理教授泽Tafti
塔夫蒂说，这一发现标志着在NbGe2内部首次发现了电子-声子液体.
“我们想测试最近对‘电子-声子流体’的预测,’”塔夫蒂说, 注意到声子是晶体结构的振动. “通常, 电子被声子散射，这导致了金属中电子通常的扩散运动. 一项新的理论表明，当电子与声子强烈相互作用时, 它们将形成一个统一的电子-声子液体. 这种新型液体将在金属内部流动，就像水在管道中流动一样."
通过证实理论家的预测, 实验物理学家塔夫蒂和他在电子游戏软件的同事、物理学教授肯尼斯·伯奇一起工作, FSU的Luis Balicas说, 德克萨斯大学达拉斯分校的朱莉娅·陈说，这一发现将刺激对这种材料及其潜在应用的进一步探索.
塔夫蒂指出，我们的日常生活依赖于管道中的水流和电线中的电子. 这两种现象听起来很相似，但本质上是不同的. 水分子以流体连续体的形式流动, 而不是单个分子, 遵循流体力学定律. 电子, 然而, 作为单个粒子流动，并在金属内部扩散，因为它们被晶格振动分散.
新材料的小晶体, 铌锗(NbGe2)的合成, 是安装在一个设备来检查新的电子-声子液体的行为. 插图显示了材料中的原子排列.
团队的调查, 由电子游戏正规平台生电子游戏正规平台员杨宏宇作出重要贡献, 2021年在不列颠哥伦比亚省获得博士学位, 重点电子游戏正规平台了导电的新金属, NbGe2, Tafti说.
They applied three experimental methods: electrical resistivity measurements showed a higher-than-expected mass for electrons; Raman scattering showed a change of behavior in the vibration of the NbGe2 crystal due to the special flow of electrons; and X-ray diffraction revealed the crystal structure of the material.
通过使用一种被称为“量子振荡”的特殊技术来评估材料中电子的质量, 电子游戏正规平台人员发现，所有轨道上的电子质量都是期望值的三倍, 说Tafti, 他的工作得到了国家科学基金会的支持.
“这真的很令人惊讶，因为我们没想到在一种看似简单的金属中会有这么重的电子,塔夫蒂说. “最终, 我们了解到，强电子-声子相互作用是导致重电子行为的原因. 因为电子与晶格振动相互作用, 或声子, 强烈, 它们被晶格“拖”着，看起来好像它们的质量增加了，变得很重."
塔夫蒂说，下一步是利用电子-声子相互作用，在这种流体动力学体系中寻找其他材料. 他的团队还将专注于控制这种材料中的电子流体动力学流体和设计新的电子设备.
Ed Hayward |大学传播| 2021年9月