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平常生存中四处看来的材料具备不同巨细的电阻，按照电阻率从低到高分为金属、半导体和绝缘体。关于导电性很好的金属，电阻是由电子散射致使的。个别来讲，不同的温度区间内，电子散射机理不尽宛如，因而电阻和温度的关连也不同（见图1）。在较高温度时（TΘD，声子德拜温度），电阻率随温度线性改变（ρ∝T）；在中央温度区间内，电阻率显现温度的五次方关连（ρ∝T5），这是电子遭到声子（晶格振荡）的散射形成的完毕。跟着温度进一步下降到液氦区间，电子不再遭到声子散射影响，电子-电子散射举动攻下主宰，电阻率体现为温度的平方关连（ρ∝T2），电子间的互相影响能够用费米液体理论来描摹。详细来讲，低温下金属的电阻率可示意为公式：ρ=ρ0+AT2；个中，ρ0是残余电阻率，由材料晶格弊端致使，第二项是来自电子-电子散射。图1电阻的形成是由于电子被散射。不同温度下，电子散射机制并不宛如，因而电阻率和温度的关连也不同。低温电阻率的温度平方关连是费米液体体制的广泛举动，险些整个材料均可用费米液体电子散射机制完备说明。但是，克日西湖大学林效探索员和其配合者的探索完毕声明，费米液体电子散射理论没法说明Bi2O2Se的电阻举动。图2Bi2O2Se的晶格机关费米液体电子散射举动逃不出两种机制[1-4]：带间散射（inter-band散射）和Umklapp经过，见图3。带间散射表述为从属于不同能带的电子互相碰撞，由于原料不同，部份动量会被转变到晶格，终究致使电流衰减，形成电阻。Umklapp经过请求体制具备较大的费米面及费米波矢，电子-电子碰撞以后，个中某一电子存在必定概率被散射到第二布里渊区，为回到第一布里渊区，体制会转变必定动量到晶格，致使电阻涌现。图3费米液体电子散射机制，左：带间散射；右：Umklapp经过。Bi2O2Se在动量空间中只存在浅显且褊狭的费米面，见图4，不存在上述两种机制起效的根本，于是其电阻率的温度平方关连不能由人们所熟知的费米液体电子散射理论说明。近来，也有理论物理学家提议，一些对照特别的散射机制亦可致使宛如举动，比如电子-软声子散射等，然则这类或许性也在本次探索中被消除。图4左：Bi2O2Se的能带机关。Bi2O2Se仅在Γ点存在电子能带，于是不存在带间电子散射。右：布里渊区重心的褊狭椭圆费米面，没法餍足Umklapp经过需要。此次探索，连接了林效探索员不断以来的科研课题。年，他曾在稀释金属SrTiO3中观看到T2电阻率，对现有理论提议挑战[5]，引发极大争议，并连接于今。为应对证疑，林效不断在寻求新材料，并终究觉察了Bi2O2Se，该体制比起SrTiO3加倍浅显浅显。在机理探索上，本次探索加倍完备压服力。图5表示了Bi2O2Se和SrTiO3的电阻率温度平方的系数A和费米能EF的互相关连，并将它们与不同费米液体实行对照，觉察并无差异。这声明在Bi2O2Se和SrTiO3中，电阻率的温度举动极有或许来自电子-电子散射，其详细机制尚未领会。图5电阻率的温度平方系数A和费米能EF的关连本次探索对温度平方电阻率的形成机制提议新的题目，增进理论学家深入探索费米液体的电子散射机理。另一方面，Bi2O2Se不光是功用优异的光电材料，也是下一代高功用、低功耗半导体材料的有力比赛者，了解材料的电子散射机制尤其主要，为基于该材料的电子器件进展打下根本。这一成效近期发布在NatureCommunications上，文章的第一做家是西湖大学博士生王嘉璐。原文（扫描或长按

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