اثر برهمکنش الکترون- فونون بر ضریب عبور فونونی یک نانوساختار اتمی

اکبری چالشتری, تقی; ربانی, حسن; مردانی, محمد

doi:10.47176/ijpr.23.2.61697

اثر برهمکنش الکترون- فونون بر ضریب عبور فونونی یک نانوساختار اتمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

تقی اکبری چالشتری

حسن ربانی

محمد مردانی

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

https://doi.org/10.47176/ijpr.23.2.61697

چکیده

در این مقاله، ضریب عبور فونونی یک زنجیرۀ اتمی بینهایت که در قسمت کوچکی از آن برهمکنش الکترون-فونون وجود دارد، مورد بررسی قرار میگیرد. از دیدگاه الکترونی، سامانه در رهیافت تنگابست و در تقریب نزدیکترین همسایه و برای فونونها در قسمت برهمکنشی تا همسایۀ دوم در تقریب هماهنگ مد نظر است. در مدل پیشنهادی، فرض میشود که تغییرات ابر الکترونی مربوط به اربیتالهای اتمی جایگزیده، باعث تغییر در ثابت نیروی بین اتمهای مجاور قسمت برهمکنشی زنجیره میشود که به نوبۀ خود باعث تغییر عناصر ماتریس دینامیکی سامانه شده و در نتیجه ضریب عبور فونونی دستخوش تغییر میشود. بنابراین فرمولبندی حاضر، ضریب عبور فونونی را به صورت تابعی از پارامترهای الکترونی و فونونی سامانه و همچنین قدرت برهمکنش الکترون-فونون ارائه میکند. در پایان سعی شده است که با ارائۀ برخی نتایج عددی، به فیزیک مسئله نیز پرداخته شود.

کلیدواژه‌ها

ترابرد فونونی

تابع گرین

تقریب هماهنگ

برهمکنش الکترون-فونون

تنگابست

موضوعات

فیزیک مادهٔ چگال

عنوان مقاله English

The effect of electron-phonon interaction on the phonon transmission coefficient of an atomic nanostructure

نویسندگان English

Taghi Akbari Chaleshtori

Hassan Rabani

Mohammad Mardaani

Department of Physics, Faculty of Science, Shahrekord University P. O. Box 115, Shahrekord, Iran

چکیده English

In this paper, we study the phonon transmission coefficient of an infinite atomic chain in a small part of it there is electron-phonon interaction, with the help of Green’s function. From the electronic viewpoint, the system is considered in the nearest neighbor tight-binding approach and for phonons in the interacting region, it is investigated within the next nearest neighbor harmonic approximation. In the suggested model, we assume that the electronic cloud of the localized atomic orbitals causes the variation of the force constant between the neighbor atoms in the interacting part of the chain. The variation in these force constants makes changes to the elements of the dynamic matrix of the system and consequently, the phonon transmission coefficient will be changed. Therefore, the present formalism gives the phonon transmission coefficient as a function of electronic and phononic parameters of the system as well as the strength of electron-phonon interaction. Finally, we also tried to address the physics of the problem by presenting some numerical results.

کلیدواژه‌ها English

phonon transport

Green’s function

harmonic approximation

electron-phonon interaction

tight-binding

G Grosso and G P Parravicini, “Solid State Physic”, Academic press )2000).
W Martienssen and H Warlimont, “Mesoscopic and Nanostructured Materials”, Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data )2005).
J J Ramsden, “ An Introduction”, Elsevier Inc. )2011).
J T Lü, H Zhou, J W Jiang and J S Wang, AIP Advances 5 (2015) 053204.
M Mardaani, H Rabani and M Keshavarz, Physica E 44 (2012) 1342.
D H Santamore and M C Cross, Rev. Lett. 87 (2001) 115502.
A Balandin and J Nanosci. 5 (2005) 1015.
J Wang and J S Wang, Appl. Phys. 111 (2012) 044304.
C Caroli, R Combescot, P Nozieres, and D Saint-James, Phys. C. 4 (1971) 916.
N S Wingreen, K W Jacobsen, and J W Wilkins, Rev. Lett. 61 (1988) 1396.
M Mardaani and H Rabani, Status Solidi (b) 251 (2014) 1001.
K Flensberg, Rev. B 68 (2003) 205323.
K P Bohnen, R Heid, H J Liu, and C T Chan, Rev. Lett. 93 (2004) 245501.
G Sangiovanni, M Capone, and C Castellani and M Grilli, Rev. Lett. 94 (2005) 026401.
L Ghaderipoor, M Mardaani, E Amooghorban, and H Rabani, Rev. E 104 (2021) 034121.
M Mardaani and H Rabani, Solid State Commun. 151 (2011) 311.