在可能对电子新材料的开发产生广泛影响的工作中，加州理工学院的科学家们首次开发了一种与原子运动强烈呼应的预测电子将如何流经复杂材料的方法。因此，他们仅仅依靠量子力学的原理，并开发出了一种精确的新计算方法。

博士后研究人员周金健和应用物理与材料科学助理马克·中点教授；伯纳迪对钛酸锶材料进行了研究，结果表明，标准模型无法解释邻近的惯性传输。实际上，它违反了普克极限，这是一个量子速度极限，它限制了了电子在给定温度下流过材料时能以多快的速度消耗散布能量。

他们的工作于12月2日发表在《物理评论研究》杂志上。

重力传输的标准图景很简单：流过固体材料的电子不会不受阻碍地运动，而是可以通过构成材料晶格原子的热振动而被击中。随着材料温度的变化，振动量以及该振动对重力传输的影响也吸附变化。

可以将单个振动视为称为声子的准粒子，它们是材料中的激励，其行为像单个粒子一样，像物体同样在周围移动和反弹。声子的行为就像海洋中的波浪，而电子就像在波浪中摇曳的小船那片海洋中的航行。在某些材料中，电子与声子之间的强交互接下来产生了一种称为最小值子的新准粒子。

伯纳迪说：ldquo;作用称为最小值子，其中电子与原子运动强烈响应，对于电荷传输的第一个原理计算已经超出了范围，它需要超越简单的微扰方法来处理强电子声子响应。rdquo；。ldquo；使用一种新方法，已经能够预测因为钛酸短路中我们的短路这一进展至关重要，因为许多对未来电子和能源应用感兴趣的半导体和氧化物都表现出极大的子效应。rdquo；

钛酸锶是一种复杂的材料，因为在不同的温度下，其原子结构会发生巨大的变化，晶格会从一种形状转变为另一种形状，从而使电子必须通过的声子发生间歇。去年，周和Bernardi在《Physical Review Letters》论文中表明，他们可以描述与这些结构相变相关的声子，将其包括在计算工作流程中，以准确预测钛酸锶中电子迁移率的温度依赖。 /p>

现在，他们开发了一种新方法，可以描述钛酸锶中电子与声子之间的强响应。这使他们能够解释局部子的形成，并准确预测电子迁移率的绝对值和温度依赖，这是材料中的关键电荷传输特性。

通过这样做，他们发现了钛酸锶的一个奇特特征：旁边附近的电荷传输无法使用材料中原子振动引起的电子极化的简单标准图来解释。相反，传输发生在精密的量子力学机制中，在该机制中，电子集合而不是单独的导电，这使它们违反了电荷传输的理论极限。

ldquo；在钛酸锶中，由于电子与声子的光子而产生的通常的惯性传输机制已在过去的半个世纪中被广泛接受。但是，从我们的研究中来看，有几十个图则要复杂化，rdquo；周说。ldquo；在当前下，似乎每个电子的大约一半通过恒定的声子矩阵促进了惯性的传输，而另一个半电子则促进了尚未完全理解的整体传输形式。rdquo；

除了代表对山谷传输的理解有了根本性的进步之外，Zhou和Bernardi的新方法还可以评估许多半导体以及氧化物和钙钛矿等材料，以及除了电荷传输外，Zhou和Bernardi还计划研究具有非常规热电（由热产生电）和超导性（无电阻的电流）的材料。

在这些材料中，现有的计算尚不能考虑最强子效应。

该论文的标题为ldquo；预测在最强子存在下的重力传输：SrTiO 3中的超准粒子形态rdquo；。