Динамика электронной температуры и времена релаксации электрон-фононной системы металлической пленки

Анотація

Получено нелинейное интегро-дифференциальное динамическое уравнение для электронной температуры T_e в случае нестационарного нагрева металлической пленки при низких температурах. Это уравнение описывает процесс передачи тепла от электронов к фононам и обмен фононами между пленкой и подложкой. Детально рассмотрен нагрев пленки осциллирующим тепловым источником малой мощности. В рамках линейного отклика установлена связь частотной дисперсии амплитуды T_e с характерным временем электрон-фононных столкновений (τe) и со средним временем ухода фононов из пленки (τ_es). В следующем (квадратичном) порядке теории возмущений найдена постоянная добавка к T_e и показано, что ее частотная зависимость также содержит информацию о временах τ_e и τ_es. Результаты обобщены на грязные металлические пленки. Обсуждаются различные возможности экспериментального определения времен τ_e и τ_es