与来自德克萨斯大学达拉斯分校 (UT-Dallas) 和佛罗里达州立大学 (FSU) 的同事合作，BC 物理学助理教授 Fazel Tafti 在金属超导体中发现了铌和锗 (NbGe2) 的合成物，即一种强相互作用电子和声子之间的变化改变了电子从扩散或粒子状到流体动力学或流体状状态的传输。

 

这些发现标志着在 NbGe2 中首次发现了电子-声子液体。测试最近对'电子-声子流体'的预测，并指出声子是晶体结构的振动。通常，电子被声子散射，这导致电子在金属中的通常扩散运动。一种新的理论表明，当电子与声子强烈相互作用时，它们会形成一种统一的电子-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 Tafti 与他的 BC 大学物理学教授 Kenneth Burch、FSU 的 Luis Balicas 和 UT-Dallas 的 Julia Chan 合作表示，这一发现将推动对该材料及其潜在应用的进一步探索.

 

塔夫提指出，我们的日常生活取决于管道中的水流和电线中的电子。尽管听起来很相似，但这两种现象根本不同。水分子作为流体连续体流动，而不是作为单个分子流动，遵守流体动力学定律。然而，电子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散射。

 

该团队的调查得到了研究生研究员 Hung-Yu Yang 的重大贡献，他于 2021 年从 BC 获得了博士学位，重点是新金属 NbGe2 中的电传导。

 

他们应用了三种实验方法：电阻率测量显示电子质量高于预期；由于电子的特殊流动，拉曼散射显示了 NbGe2 晶体振动行为的变化；X 射线衍射揭示了材料的晶体结构。

 

通过使用一种称为“量子振荡”的特定技术来评估材料中电子的质量，研究人员发现所有轨迹中的电子质量比预期值大三倍。国家科学基金会。

 

“这确实令人惊讶，因为我们没想到在看似简单的金属中存在如此‘重电子’，”塔夫提说。“最终，我们了解到强电子-声子相互作用是造成重电子行为的原因。由于电子与晶格振动或声子强烈相互作用，它们被晶格‘拖拽’，看起来好像它们增加了质量并变重。”

 

下一步是通过利用电子 - 声子相互作用在这种流体动力学状态中找到其他材料。他的团队还将专注于控制此类材料中电子的流体动力流体并设计新的电子设备。