Ett team av forskare med École Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz har introducerat ett nytt vibrationsläge som kallas en relaxon inom området för värmeledningsteori för att beskriva hur värme strömmar genom vissa kristaller. I deras tidning publicerad i tidningen Fysisk granskning X , laget beskriver deras nya modell och hur bra den fungerade när den testades med två speciella kristaller.

Under många år, fysiker har använt fononer för att beskriva hur värme rör sig genom kristaller. Värmeledningsförmåga sker via två processer:spridning mellan fononer på grund av atomvibrationer och störningar i gallret. Denna metod har visat sig vara ganska exakt för att förutsäga hur värme kommer att ledas genom många kristaller, men för vissa, det har inte fungerat bra alls. I denna nya insats, forskarna lade till ett nytt vibrationsläge, relaxons, för att förbättra resultaten för sådana kristaller.

Relax, de förklarar, kommer från koordinatramändringar som är annorlunda än för fononer-de förfaller till en jämviktspopulation under en väldefinierad livstid. Forskarna testade sin nya modell genom att applicera den på två material:grafen och kisel. I kisel, forskarna fann resultat inom 2 procent av dem som utfördes med standard fononmetoden, visar framgång. Med grafen, forskarna hittade olika resultat - det läste 8 gånger högre än det som hittades med standard fononmetoden, som överensstämmer med beräkningar som utförts före testning, indikerar att det var ett bättre tillvägagångssätt. Detta tyder på att den nya metoden erbjuder ett bättre sätt att förutsäga värmeledningsförmåga när man skapar objekt med grafen och kanske andra kristaller. Att lägga till relaxons är, på sätt och vis, erbjuder ett nytt sätt att föreställa sig hur värme leds genom vissa typer av kristaller.

Tillägget av relaxons till värmeledningsområdet, laget noterar, har konsekvenser för framtida teoretiska studier - det kan användas, kanske, i arbete relaterat till tolkning av hydrodynamisk transport, erbjuder ett nytt sätt att göra förutsägelser. Den nya modellen kommer sannolikt också att påverka experimentell forskning, särskilt i genomsnittlig fri bana spektroskopi, ett nytt fält där forskare vill isolera påverkan av bärare med olika genomsnittliga fria vägar till konduktivitet.

© 2016 Phys.org