Электрон-фононная релаксация в металлах при неравновесном возбуждении электронной подсистемы



Electron-phonon relaxation in metals under nonequilibrium excitation of the electron subsystem

In the present work we determine temperature dependencies of the electron-phonon coupling factor for Al, Ag and W using methods of the density functional theory. It is shown that these dependencies may be described without consideration of the change of the electronic structure and the phonon spectra only for electron temperatures below 1 eV. Under higher temperatures for all investigated metals the lattice hardening is observed, and for silver and tungsten it is also significant that the electronic density of states changes. It is necessary to take these changes into account in calculations of the electron-phonon coupling factor.


Том 11, 2011 год



В работе с помощью методов теории функционала электронной плотности определяются температурные зависимости фактора электрон-фононного взаимодействия для Al, Ag и W. Показано, что эти зависимости могут описываться без учета изменения электронной структуры и фононных спектров только для электронных температур до 1 эВ. При более высоких температурах для всех исследованных металлов наблюдается увеличение жесткости решетки, а для серебра и вольфрама характерно также изменение электронной плотности состояний. Показано, что это необходимо учитывать при расчете электрон-фононного взаимодействия.

фактор электрон-фотонного взаимодействия, электронная плотность, неравновесное возбуждение


Том 11, 2011 год



1. The formation of warm dense matter: experimental evidence for electronic bond hardening in gold. // Science 323. 2009. pp. 1033−1037.
2. W.L. McMillan. Transition temperature of strong-coupled superconductors. // Phys. Rev. 167. 1968. pp. 331−344.
3. G. Kresse and J. Hafner. Ab initio molecular dynamics for liquid metals. // Phys. Rev. B 47. 1993. pp. 558−561.
4. D. Alfè. PHON: A program to calculate phonons using the small displacement method. // Computer Physics Communications 180. 2009. pp. 2622−2633.
5. Leonid V. Zhigilei et al. Electron-phonon coupling and electron heat capacity of metals under conditions of strong electron-phonon nonequilibrium. // Phys. Rev. B 77. 2008. pp. 075133-1−075133-17.