論文の概要: Properties and challenges of hot-phonon physics in metals: MgB$_2$ and other compounds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.08597v1
• Date: Thu, 17 Feb 2022 11:25:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-25 12:59:02.373379
• Title: Properties and challenges of hot-phonon physics in metals: MgB$_2$ and other compounds
• Title（参考訳）: 金属中のホットフォノン物理学の性質と課題:MgB$_2$およびその他の化合物
• Authors: Emmanuele Cappelluti, Fabio Caruso, Dino Novko
• Abstract要約: 異方性エルフカップリングを有する金属のホットフォノンシナリオを実現する物理条件について検討した。 金属化合物中のホットフォノンの観察可能な指紋について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: The ultrafast dynamics of electrons and collective modes in systems out of equilibrium is crucially governed by the energy transfer from electronic degrees of freedom, where the energy of the pump source is usually absorbed, to lattice degrees of freedom. In conventional metals such process leads to an overall heating of the lattice, usually described by an effective lattice temperature $T_{\rm ph}$, until final equilibrium with all the degrees of freedom is reached. In specific materials, however, few lattice modes provide a preferential channel for the energy transfer, leading to a non-thermal distribution of vibrations and to the onset of {\em hot phonons}, i.e., lattice modes with a much higher population than the other modes. Hot phonons are usually encountered in semiconductors or semimetal compounds, like graphene, where the preferential channel towards hot modes is dictated by the reduced electronic phase space. Following a different path, the possibility of obtaining hot-phonon physics also in metals has been however also recently prompted in literature, as a result of a strong anisotropy of the electron-phonon (el-ph) coupling. In the present paper, taking MgB$_2$ as a representative example, we review the physical conditions that allow a hot-phonon scenario in metals with anisotropic el-ph coupling, and we discuss the observable fingerprints of hot phonons. Novel perspectives towards the prediction and experimental observation of hot phonons in other metallic compounds are also discussed.
• Abstract（参考訳）: 平衡外の系における電子と集合モードの超高速ダイナミクスは、ポンプ源のエネルギーが通常吸収される電子自由度から格子の自由度へのエネルギー移動によって決定的に制御される。 従来の金属では、この過程は格子全体の加熱につながり、通常、すべての自由度との最終的な平衡に達するまで、有効な格子温度 $t_{\rm ph}$ で記述される。 しかし、特定の材料では、エネルギー移動に優先的なチャネルを提供する格子モードがほとんどなく、非熱的振動分布と"em hot phonons"、すなわち他のモードよりも人口が多い格子モードの開始に繋がる。 ホットフォノンは通常、半導体やグラフェンのような半金属化合物で起こるが、ホットモードへの優先チャネルは、電子位相空間の縮小によって決定される。 異なる経路を辿ると、金属でもホットフォノン物理学を得る可能性も近年、電子-フォノン (el-ph) カップリングの強い異方性の結果、文学においても引き起こされている。 本稿では,MgB$_2$を代表例として,異方性el-ph結合金属のホットフォノンシナリオを許容する物理条件を概説し,ホットフォノンの観察可能な指紋について考察する。 他の金属化合物中のホットフォノンの予測と実験的観察への新しい展望についても論じる。

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