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ATTENTION !!! CHANGEMENT DE SALLE !!! THERMAL TRANSPORT AND QUASI-PARTICLE HYDRODYNAMICS

Jeudi 2 mars 2023 14:00 - Duree : 1 heure
Lieu : Institut Néel / CNRS, Bat D, 3ème étage, salle Nevil Mott (D420)

Orateur : Kamran BEHNIA (ESPCI)

Abstract :

Heat travels in solids thanks to mobile electrons and phonons. Even in a detect-free solid, due to the presence of the lattice, collisions degrade the flow. However, there are situations where a significant fraction of collisions conserve momentum. In this hydrodynamic regime, the quasi-particle viscosity becomes significant. In a variety of insulators such as strontium titanate [1], black phosphorus [2], or graphite [3], there is a narrow temperature window where momentum-conserving collisions between phonons enhance thermal diffusivity. Interestingly, both black phosphorus and strontium titanate also display a thermal Hall effect [4], whose origin is yet to be identified.

In the case of semi-metallic antimony, where each electron and each hole are shared by a thousand atoms, the most frequent colliders of phonons at cryogenic temperatures are electrons (and not other phonons, defects or boundaries). This is an electron-phonon bi-fluid [5] with dissymmetric exchange. There is a leak for phonon energy energy flow through collisions by electrons, but the electron flow does not suffer by phonon scattering. As a consequence, phonons do not become ballistic, and the electronic T-square resistivity [6] is driven by transmission and absorption of acoustic phonons.

[1] V. Martelli et al., Phys. Rev. Lett. 120, 125901 (2018)

[2] Y. Machida et al., Sci. Adv. 4, eaat3374 (2018)

[3] Y. Machida et al., Science 367, 309 (2020)

[4] X. Li et al., Phys. Rev. Lett. 124, 105901 (2022)

[5] A. Jaoui et al. Physical Review X 12, 031023 (2022)

[6] A. Jaoui et al., Nature Communications 12, 195 (2021)

Contact : florence.levy-bertrand@neel.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Institut Néel)
Nature évènement : (Séminaire)
Evènement répétitif : (Quantum Materials Seminar)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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