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¿Electrón-electrón dispersión de contribuir a la resistividad?

Electrón-fonón y electrón-defecto de la dispersión claramente contribuye a la resistencia, sino puro electrón-electrón dispersión conserva el momentum total (y la energía) de todos los electrones. Entonces, ¿cómo es posible que las interacciones electrón-electrón para contribuir a la resistencia eléctrica?

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De acuerdo a la Landau teoría de Fermi líquidos, hay una escalera de correpondance entre los estados propios de un sistema de interacción de fermiones (aquí electrones) y un sistema de no-interacción fermiones con un normaliza masa $m\rightarrow m^*$, dijo que la masa efectiva (que es el caso de los electrones en virtud de la repulsión de Coulomb). Estos "normaliza partículas" son llamados cuasi-partículas. Tal renormalization vienen de un efecto colectivo entre las partículas.

Vamos a considerar un fermión con un dado impulso a $\,\vec{p}$ en el mar de Fermi ; es decir, su energía $E_\vec{p}<E_F$ $E_F=\mu(T=0)$ es la energía de Fermi. Las interacciones en el proceso de la dispersión con otra partícula puede modificar su impulso, de modo que

$$\,\vec{p} \rightarrow\vec{p'}$$

que tiene ahora un "borrosa" definición relativo al estado inicial. Pero la física cantidad pertinente aquí parece ser la dispersión de la tasa de $\Gamma_\vec{p}$, que es la velocidad de la partícula a perder su impulso inicial $\vec{p}$. La función de onda de este disperso partícula puede ser euristically se expresa como :

$$\Psi_\vec{p}\sim\exp\left(-i\frac{E_\vec{p}}{\hbar}t\right)\exp(-\Gamma_\vec{p}\,t)$$

que no es sino la función de onda de la llamada correspondiente cuasi-partícula. Entonces, la cantidad de $\tau_\vec{p}=\Gamma_\vec{p}^{-1}$ puede ser entendido tiene el tiempo de vida de la cuasi-partícula, o el electrón-electrón tiempo de relajación entre dos eventos de dispersión.

Por otra parte, se puede demostrar que, para líquidos de Fermi, $\Gamma_\vec{p}$ va de :

$$\Gamma_\vec{p}\simeq\frac{(E_\vec{p}-E_F)^2}{\hbar E_\vec{p}}$$

Desde un cuasi-partícula está bien definido cuando $\Gamma_\vec{p}<<\frac{E_\vec{p}}{\hbar}$ ($\Psi_\vec{p}$ tiene que hacer lo suficiente oscilaciones antes de ser amortiguadas por $\Gamma_\vec{p}$) y dado el hecho de que un gas de electrones es degenerado en absoluto de la temperatura ; es decir,$E_F>>k_B T$, se tiene :

$$E_F-E_\vec{p}\sim k_B T$$

Ahora, teniendo en cuenta los electrones en los sólidos, el modelo de Drude le da una muy buena aproximación a la contribución a la conductividad de la electrónica/electrónica de proceso de la dispersión : $$\sigma_{e^-/e^-}=\frac{ne^2\tau}{m}\;\;\;\text{where}\;\;\;\tau=\frac{\hbar\mu}{(k_B T)^2}$$

con $\forall \,T, \,\mu(T)\sim E_F$ el potencial químico de degenerado electrones de gas.

Normalmente, $\sigma_{e^-/e^-}$ es relevante para$T$$10\,K$, superior a la temperatura, la conductividad se rige por el electrón-fonón procesos de dispersión. Para los más pequeños de $T$, hay un residual de la conductividad debido a la estática de impurezas.

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Eric Drechsel Puntos 111

Respuesta corta: no. Usted necesidad de que el operador actual y el (total) impulso operador son diferentes (y, por supuesto, si el operador actual no conmuta con el Hamiltoniano) que usted puede conseguir una conductividad finita. Otra posibilidad es que el impulso no se conserva (en presencia de un enrejado, por ejemplo).

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Hai-Yao Deng Puntos 373

En debates anteriores fueron todos realizados en la mecánica cuántica nivel. Sin embargo, la misma pregunta puede ser, obviamente, le preguntó acerca de los sistemas clásicos. Por ejemplo, puede que la viscosidad de los líquidos (por ejemplo, agua) derivadas exclusivamente de las interacciones entre los constituyentes? La respuesta podría encontrarse en Boltzman de la teoría de transporte. Claramente, si tan sólo que el tipo de interacciones que existía, un flujo de agua, nunca dejaría por virtud de la conservación del ímpetu del centro de masa, en contradicción con la intuición. De hecho, entre interacciones de partículas por sí solo nunca puede traer sobre la viscosidad (resistencia), porque este último se relaciona fundamentalmente con procesos irreversibles (disipación de la energía en calor). Microscópico de la dinámica de las leyes siempre obedecer tiempo de reversión de simetría y por lo tanto no puede llevar sobre los procesos irreversibles. Irreversible elementos que tienen que poner en la mano. En la teoría de Boltzmann, por ejemplo, dicho elemento es introducido por una función de distribución, que hace hincapié en la probabilística de la función de el sistema más que el movimiento de las partículas individuales.

El mensaje clave es que, la resistividad se origina a partir de procesos irreversibles.

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