这主要是因为在之前用到高浓度电子材料的实验中，科学家们都假设散热能力的下降不是因为电子-声子相互作用，而是由于材料的缺陷造成的。

　　这些缺陷的存在是因为人们对材料进行了掺杂（doping），以硅为例，磷和硼是常用的掺杂原子，目的是为了增加材料的电子浓度。

　　因此，要验证廖浡霖的理论，就必须分离电子-声子相互作用和缺陷对散热能力造成的影响。具体的实施方法就是，提高材料中的电子浓度，但不能引入任何缺陷。

　　研究小组发展了一种称作“三脉冲声光波谱”（three-pulse photoacoustic spectroscopy）的技术，通过光学的方法精确地在硅晶体薄膜中增加电子的浓度，并测量材料中的对声子产生的任何影响。

　　这个技术是对传统的“二脉冲声光波谱”（two-pulse photoacoustic spectroscopy）的扩展，在传统的方法中，科学家们通过精确调控，对材料发生两束定时精准的激光。第一束激光在材料中产生声子脉冲，第二束则用来测量声子脉冲的散射或衰减。

　　廖浡霖引入了第三束激光，开奖，这样就能精确地增加硅材料中的电子浓度而不引入任何缺陷。在发射了第三束激光后，测量结果显示，声子脉冲衰减时间明显缩短，这表明了电子浓度的增加了声子的散射并抑制了它的活动。

　　实验结果显示，第三束激光的引入会造成声子脉冲衰减时间的缩短，激光的强度越大（电子的浓度越高），声子脉冲的衰减时间就越短。

　　这个结果让廖浡霖团队非常兴奋，因为这很好地吻合了他们之前的计算结果。

　　“我们现在可以确定效应确实非常明显，而且我们在实验中证实了它，”廖浡霖说道，“这是首个可以直接探测电子-声子相互作用对声子的影响的实验。”

　　有趣的是，每立方厘米1019个电子的浓度，比现有的一些晶体管还要低，换句话说，最新发现的这种现象，是部分现有的微电子发热发烫的元凶之一。

　　“根据我们的研究，随着电路的尺寸越来越小，这个效应将会越来越重要，”廖浡霖说道，“我们必须认真考虑这个效应，并且研究如何利用或避免它带来的影响。”

　　编辑：严寒

　　参考：

　　B. Liao, et al, Photo-excited charge carriers suppress sub-terahertz phonon mode in silicon at room temperature, Nature Communications 2016, doi:10.1038/ncomms13174.

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