Теплопроводность решеточная

Подавление фононной теплопроводности диэлектриков и полупроводников с ростом степени изотопического беспорядка в кристаллической решётке (см. ниже) оказывается одним из самых сильных изотопических эффектов. Однако, как ожидается на основе теоретических представлений, фононная компонента теплопроводности металлов и сплавов слабо зависит от изотопического состава как при изменении атомной массы изотонически чистого металла, так и при изменении степени изотопического разупорядочения в изотопических смесях. Причина этого заключается в том, что в чистых металлах при высоких температурах решёточная теплопроводность ограничена фонон-фононными процессами релаксации, которые слабо зависят от массы изотопа и не зависят от степени изотопического беспорядка. При низких температурах (напомним, что сравнение делается по отношению к температуре Дебая) определяется процессами электрон-фононного рассеяния, скорость которых почти не меняется с изменением изотопического состава. В неупорядоченных сплавах большое количество легирующих примесей и других дефектов решётки вызывает сильное рассеяние фононов, значительно уменьшая решёточную теплопроводность. В результате этого рассеяние фононов на изотопическом беспорядке оказывается малой добавкой к суммарной скорости релаксации фононов и, соответственно, мало изменяет Яф. [c.79]

Диэлектрики и полупроводники. Изотопическая зависимость фононной теплопроводности возникает в основном по двум причинам 1) из-за тривиальной трансформации фононного спектра при изменении атомной массы решётки и 2) из-за дополнительного рассеяния фононов на флуктуациях атомной массы в изотопических смесях. Первый, линейный по АМ/М, эффект приводит к небольшому (не более десятков процентов) изменению теплопроводности. Последний эффект может привести к сильному (в несколько раз) подавлению фононной теплопроводности кристалла. Ещё одной причиной, по которой может возникнуть значительный изотопический эффект в решёточной теплопроводности, является изотопическая модификация спектра низкочастотных туннельных состояний в некоторых материалах, показывающих так называемое стекольное поведение. [c.79]

Теплопроводность твёрдых тел. Основными механизмами теп-лопереноса в твёрдых телах являются решёточная или фононная теплопроводность Xph, обусловленная тепловыми колебаниями решётки твёрдого тела, и электронный теплоперенос Хе [144]. В диэлектриках и полупроводниках перенос тепла осуществляется фононами в хорошо проводящих металлах доминирует электронный теплоперенос, а вклад фононов оказывается почти незаметным — как правило не больше нескольких процентов в сплавах и плохо проводящих металлах (полуметаллах) электронный и фононный вклады в суммарную теплопроводность оказываются сравнимыми. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология