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微電子所在有機無序體系的量子電子液體描述方面取得研究進展

稿件來源:重點實驗室 王嘉瑋 張康瑋 發布時間:2021-01-14

  由于多種無序因素的影響,有機固體中電子傳輸的物理圖像一直存在較多爭議。最近十幾年最受關注的一個話題是,導電高聚物是否可被描述為一維拉廷格液體,其在低溫下的非線性輸運是否由拉廷格液體機制所主導。此假設由諾貝爾化學獎得主導電高聚物之父阿蘭·黑格在一項研究中[Nat. Mater. 8, 572(2009)]提出,至今十余年仍無定論。 

  針對此假設,中科院微電子器件與集成技術重點實驗室劉明院士科研團隊提出了一種基于量子電子液體的模型來解釋導電高聚物中長期存在爭議的非線性輸運現象。考慮到高聚物一維電子結構之間耦合程度,利用費米液體與拉廷格液體形成的異質電阻網絡結構,成功解釋了導電高聚物中共存的一維和二維電子在低溫下的非線性激發行為,這不僅描述了非線性輸運的I-VG-T特征,而且為解析有機固體中的無序來源提供了一種新的思路。 

  該工作以A tied Fermi liquid to Luttinger liquid model for nonlinear transport in conducting polymers為題發表在Nature Communications期刊上(DOI: 10.1038/s41467-020-20238-5)。微電子所博士后王嘉瑋為該文章第一作者。    

a:導電高聚物Hall bar器件及其非線性IV曲線;b:費米-拉廷格液體異質電阻網絡示意圖;c:暗場TEM對高聚物中費米液體的成像

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