Вышедшие номера
Вязкое течение двухкомпонентной электронной жидкости в магнитном поле
Фонд развития теоретической физики и математики "Базис", Конкурс "PostDoc" ("Кандидат наук") в области теоретической физики, 20-1-3-51-1
Алексеев П.С. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: pavel.alekseev@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 11 июля 2022 г.
В окончательной редакции: 12 июля 2022 г.
Принята к печати: 12 июля 2022 г.
Выставление онлайн: 31 августа 2022 г.

Частые межэлектронные столкновения могут приводить к формированию вязкой жидкости из электронов проводимости в чистых проводниках с малой плотностью дефектов. В настоящей работе изучен магнетотранспорт в вязкой жидкости, состоящей из электронов двух типов. Электроны разных типов имеют несовпадающие параметры, поэтому их рассеяние друг на друге происходит значительно реже, чем рассеяние электронов каждого типа на электронах того же типа. Отличие такой системы от однокомпонентной электронной жидкости состоит в том, что рассеяние электронов с переходом их из одной компоненты в другую может приводить к появлению дисбаланса потоков и концентраций, что влияет на течение в целом. В работе составлены и решены балансовые уравнения переноса для такой системы для случая длинного образца с шероховатыми краями. Уравнение для потока величины дисбаланса в направлениях к краям содержит слагаемое объемной вязкости. Показано, что в достаточно широких образцах превращение частиц друг в друга при рассеянии приводит к формированию единой вязкой жидкости, текущей как целое, в то время как в узких образах две компоненты текут как две независимые вязкие жидкости. Ширина образца, при которой происходит этот переход, определяется внутренними параметрами жидкости и величиной магнитного поля. Рассчитаны распределения потоков компонент жидкости по сечению и магнетосопротивление образца. Последнее оказывается положительным и насыщающимся, отвечающим переходу с ростом магнитного поля от независимых течений Пуазейля двух компонент к течению Пуазейля единой жидкости. Ключевые слова: электронная жидкость, вязкость, двухкомпонентная система, наноструктуры, магнетосопротивление.
  1. R.N. Gurzhi. Sov. Phys. Uspekhi, 94, 657 (1968)
  2. M. Hruska, B. Spivak. Phys. Rev. B, 65, 033315 (2002)
  3. A.V. Andreev, S.A. Kivelson, B. Spivak. Phys. Rev. Lett., 106, 256804 (2011)
  4. P.J.W. Moll, P. Kushwaha, N. Nandi, B. Schmidt, A.P. Mackenzie. Science, 351, 1061 (2016)
  5. D.A. Bandurin, I. Torre, R. Krishna Kumar, M. Ben Shalom, A. Tomadin, A. Principi, G.H. Auton, E. Khestanova, K.S. Novoselov, I.V. Grigorieva, L.A. Ponomarenko, A.K. Geim, M. Polini. Science, 351, 1055 (2016)
  6. L. Levitov, G. Falkovich. Nature Physics, 12, 672 (2016)
  7. A.D. Levin, G.M. Gusev, E.V. Levinson, Z.D. Kvon, A.K. Bakarov. Phys. Rev. B, 97, 245308 (2018)
  8. R. Krishna Kumar, D.A. Bandurin, F.M.D. Pellegrino, Y. Cao, A. Principi, H. Guo, G.H. Auton, M. Ben Shalom, L. A.Ponomarenko, G. Falkovich, K. Watanabe, T. Taniguchi, I.V. Grigorieva, L.S. Levitov, M. Polini, A.K. Geim. Nature Physics, 13, 1182 (2017)
  9. A.I. Berdyugin, S.G. Xu, F.M.D. Pellegrino, R. Krishna Kumar, A. Principi, I. Torre, M. Ben Shalom, T. Taniguchi, K. Watanabe, I.V. Grigorieva, M. Polini, A.K. Geim, D.A. Bandurin. Science, 364, 162 (2019)
  10. J.A. Sulpizio, L. Ella, A. Rozen, J. Birkbeck, D.J. Perello, D. Dutta, M. Ben-Shalom, T. Taniguchi, K. Watanabe, T. Holder, R. Queiroz, A. Principi, A. Stern, T. Scaffidi, A.K. Geim, S. Ilani. Nature, 576, 75 (2019)
  11. M.J.H. Ku, T.X. Zhou, Q. Li, Y.J. Shin, J.K. Shi, C. Burch, L.E. Anderson, A.T. Pierce, Y. Xie, A. Hamo, U. Vool, H. Zhang, Francesco Casola, T. Taniguchi, K. Watanabe, M.M. Fogler, P. Kim, A. Yacoby, R.L. Walsworth. Nature, 583, 537 (2020)
  12. J. Gooth, F. Menges, C. Shekhar, V. Suess, N. Kumar, Y. Sun, U. Drechsler, R. Zierold, C. Felser, B. Gotsmann. Nature Commun., 9, 4093 (2018)
  13. L. Bockhorn, P. Barthold, D. Schuh, W. Wegscheider, R.J. Haug. Phys. Rev. B, 83, 113301 (2011)
  14. A.T. Hatke, M.A. Zudov, J.L. Reno, L.N. Pfeiffer, K.W. West. Phys. Rev. B, 85, 081304 (2012)
  15. R.G. Mani, A. Kriisa, W. Wegscheider. Sci. Rep., 3, 2747 (2013)
  16. Q. Shi, P.D. Martin, Q.A. Ebner, M.A. Zudov, L.N. Pfeiffer, K.W. West. Phys. Rev. B, 89, 201301 (2014)
  17. G.M. Gusev, A.D. Levin, E.V. Levinson, A.K. Bakarov. AIP Advances, 8, 025318 (2018)
  18. G.M. Gusev, A.D. Levin, E.V. Levinson, A.K. Bakarov. Phys. Rev. B, 98, 161303 (2018)
  19. P.S. Alekseev. Phys. Rev. Lett., 117, 166601 (2016)
  20. P.S. Alekseev, A.P. Dmitriev. Phys. Rev. B, 102, 241409 (2020)
  21. Y. Dai, R.R. Du, L.N. Pfeiffer, K.W. West. Phys. Rev. Lett., 105, 246802 (2010)
  22. A.T. Hatke, M.A. Zudov, L.N. Pfeiffer, K.W. West. Phys. Rev. B, 83, 121301 (2011)
  23. Y. Dai, K. Stone, I. Knez, C. Zhang, R.R. Du, C. Yang, L.N. Pfeiffer, K.W. West. Phys. Rev. B, 84, 241303 (2011)
  24. M. Bialek, J. Lusakowski, M. Czapkiewicz, J. Wrobel, V. Umansky. Phys. Rev. B, 91, 045437 (2015)
  25. P.S. Alekseev. Phys. Rev. B, 98, 165440 (2018)
  26. P.S. Alekseev, A.P. Alekseeva. Phys. Rev. Lett., 123, 236801 (2019)
  27. X. Wang, P. Jia, R.R. Du, L.N. Pfeiffer, K.W. Baldwin, K.W. West. arXiv: 2205.10196 (2022)
  28. A. Lucas. Phys. Rev. B, 95, 115425 (2017)
  29. F.M.D. Pellegrino, I. Torre, M. Polini. Phys. Rev. B, 96, 195401 (2017)
  30. R. Moessner, P. Surowka, P. Witkowski. Phys. Rev. B, 97, 161112 (2018)
  31. P.S. Alekseev, M.A. Semina. Phys. Rev. B, 98, 165412 (2018)
  32. P.S. Alekseev, M.A. Semina. Phys. Rev. B, 100, 125419 (2019)
  33. J.Y. Khoo, I.S. Villadiego. Phys. Rev. B, 99, 075434 (2019)
  34. E.I. Kiselev, J. Schmalian. Phys. Rev. B, 99, 035430 (2019)
  35. T. Scaffidi, N. Nandi, B. Schmidt, A.P. Mackenzie, J.E. Moore. Phys. Rev. Lett., 118, 226601 (2017)
  36. T. Holder, R. Queiroz, T. Scaffidi, N. Silberstein, A. Rozen, J.A. Sulpizio, L. Ella, S. Ilani, A. Stern. Phys. Rev. B, 100, 245305 (2019)
  37. A.N. Afanasiev, P.S. Aleksseev, A.A. Greshnov, M.A. Semina. Phys. Rev. B, 104, 195415 (2021)
  38. А.Н. Афанасьев, П.С. Алексеев, А.А. Грешнов, М.А. Семина. ФТП, 55, 566 (2021)
  39. I.S. Burmistrov, M. Goldstein, M. Kot, V.D. Kurilovich, P.D. Kurilovich. Phys. Rev. Lett., 123, 026804 (2019)
  40. V.A. Zakharov, I.S. Burmistrov. Phys. Rev. B, 103, 235305 (2021)
  41. M.M. Glazov. 2D Materials, 9, 015027 (2022)
  42. A.N. Afanasiev, P.S. Alekseev, A.A. Danilenko, A.A. Greshnov, M.A. Semina. arXiv:2203.06070 (2022)
  43. P.S. Alekseev, A.P. Dmitriev, I.V. Gornyi, V.Yu. Kachorovskii, B.N. Narozhny, M. Schutt, M. Titov. Phys. Rev. Lett., 114, 156601 (2015)
  44. P.S. Alekseev, A.P. Dmitriev, I.V. Gornyi, V.Yu. Kachorovskii, B.N. Narozhny, M. Schutt, M. Titov. Phys. Rev. B, 95, 165410 (2017)
  45. П.С. Алексеев, А.П. Дмитриев, И.В. Горный, В.Ю. Качоровский, М.А. Семина. ФТП, 51, 798 (2017)
  46. P.S. Alekseev, A.P. Dmitriev, I.V. Gornyi, V.Yu. Kachorovskii, B.N. Narozhny, M. Titov. Phys. Rev. B, 97, 085109 (2018)
  47. P.S. Alekseev, A.P. Dmitriev, I.V. Gornyi, V.Yu. Kachorovskii, B.N. Narozhny, M. Titov. Phys. Rev. B, 98, 125111 (2018)
  48. M.M. Glazov, E.L. Ivchenko. JETP Lett., 75, 403 (2002)
  49. M.M. Glazov, E.L. Ivchenko. JETP, 99, 1279 (2004)
  50. I. D'Amico, G. Vignale. Phys. Rev. B, 62, 4853 (2000)
  51. I. D'Amico, G. Vignale. Phys. Rev. B, 68, 045307 (2003)
  52. B. Horn-Cosfeld, J. Schluck, J. Lammert, M. Cerchez, T. Heinzel, K. Pierz, H.W. Schumacher, D. Mailly. Phys. Rev. B, 104, 045306 (2021)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.