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Phonon-phonon interactions and phonon damping in carbon nanotubes

机译：碳纳米管中的声子-声子相互作用和声子阻尼

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摘要

We formulate and study the effective low-energy quantum theory of interacting long-wavelength acoustic phonons in carbon nanotubes within the framework of continuum elasticity theory. A general and analytical derivation of all three- and four-phonon processes is provided and the relevant coupling constants are determined in terms of few elastic coefficients. Due to the low dimensionality and the parabolic dispersion, the finite-temperature density of noninteracting flexural phonons diverges and a nonperturbative approach to their interactions is necessary. Within a mean-field description, we find that a dynamical gap opens. In practice, this gap is thermally smeared, but still has important consequences. Using our theory, we compute the decay rates of acoustic phonons due to phonon-phonon and electron-phonon interactions, implying upper bounds for their quality factor.
机译：我们在连续弹性理论的框架内，制定并研究了有效的低能量子理论，该理论与碳纳米管中的长波声子相互作用。提供了所有三声子和四声子过程的一般和解析推导，并根据很少的弹性系数确定了相关的耦合常数。由于低维数和抛物线色散，非相互作用弯曲声子的有限温度密度会发生变化，因此需要一种非微扰的相互作用方式。在均值场描述中，我们发现动态间隙打开了。实际上，该缝隙是热涂抹的，但仍具有重要的后果。使用我们的理论，我们可以计算由于声子-声子和电子-声子相互作用而产生的声子的衰减率，这意味着它们的品质因数上限。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2009年第20期|205408.1-205408.14|共14页
  • 作者

    Alessandro De Martino; Reinhold Egger; Alexander O. Gogolin;

  • 作者单位

    Institut fuer Theoretische Physik, Universitaet zu Koln, Zulpicher Strasse 77, D-50937 Koln, Germany;

    Institut fuer Theoretische Physik, Heinrich-Heine-Universitaet, D-40225 Duesseldorf, Germany;

    Department of Mathematics, Imperial College London, 180 Queen's Gate, London SW7 2AZ, United Kingdom;

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