3ω-отклик и времена энергетической релаксации электрон-фононной системы металлической пленки

Abstract

Переменный ток с частотой приводит к нагреву металлической пленки, осциллирующему с частотой 2ω. При этом вследствие температурной зависимости сопротивления напряжение на пленке имеет V3 -компоненту, которая осциллирует с частотой 3ω. В настоящей статье амплитуда и фаза V₃ω -компоненты вычислены на основании уравнения для электронной температуры. Показано, что в случае достаточно длинных пленок, лежащих на диэлектрических подложках с высокой теплопроводностью, по частотной зависимости амплитуды и фазы V₃ω - компоненты могут быть найдены как среднее время ухода фононов из пленки τes, так и время электрон-фононных столкновений.

Змінний струм з частотою призводить до нагрівання металевої плівки, яке осцилює з частотою 2ω. При цьому внаслідок температурної залежності опору напруга на плівці має V3 -компоненту, яка осцилює з частотою 3ω. У цій статті амплітуда та фаза V₃ω -компоненти обчислені на підставі рівняння щодо електронної температури. Показано, що у випадку досить довгих плівок, які лежать на діелектричних підкладках з високою теплопровідністю, по частотній залежності амплітуди і фази V₃ω -компоненти може бути знайдено як середній час виходу фононів з плівки τes, так і час електрон-фононних зіткнень τe.

Alternating current of frequency produces a metal film heating that oscillates with a frequency 2ω. At the same time due to the temperature dependence of the resistance the voltage across the film has a V₃ω -component which oscillates with a frequency 3ω. In the paper the amplitude and phase of the V₃ω -component are calculated by the equation for electron temperature. It is shown that for sufficiently long films lying on dielectric substrates with high thermal conductivity, the average time of phonon escape from the film es and time of electron–phonon collisions e can be found from τhe frequency dependence of amplitude and phase of the V₃ω-component.