Квант теплопроводности - Thermal conductance quantum

В физике квант теплопроводности описывает скорость, с которой тепло переносится через единственный баллистический фононный канал температуры . Это дает: ${\ displaystyle g_ {0}}$ ${\ displaystyle T}$

${\ displaystyle g_ {0} = {\ frac {\ pi ^ {2} {k_ {B}} ^ {2} T} {3h}} \ приблизительно (9,464 \ times 10 ^ {- 13} {\ rm { W / K}} ^ {2}) T}$ .

Теплопроводность любой электрический изолирующая структура , которая проявляет баллистический фонон транспорт является положительным целым числом , кратное теплопроводности кванта впервые был измерен в 2000 г. Этих измерений занятых приостановлено нитрид кремния наноструктуры , которые выставлены постоянная теплопроводность 16 при температурах ниже примерно 0,6 Кельвина . ${\ displaystyle g_ {0}.}$${\ displaystyle g_ {0}}$

Для баллистических электрических проводников электронный вклад в теплопроводность также квантуется в результате кванта электропроводности и закона Видемана-Франца , который был количественно измерен как при криогенной (~ 20 мК), так и при комнатной температуре (~ 300К). .

Квант теплопроводности, также называемый квантованной теплопроводностью, можно понять из закона Видемана-Франца, который показывает, что

${\ displaystyle {\ kappa \ over \ sigma} = LT,}$

где - универсальная постоянная, называемая фактором Лоренца, ${\ displaystyle L}$

${\ displaystyle L = {\ pi ^ {2} k_ {B} ^ {2} \ over 3e ^ {2}}.}$

В режиме квантованной электропроводности можно получить

${\ displaystyle \ sigma = {ne ^ {2} \ over h},}$

где - целое число, также известное как число TKNN. потом ${\ displaystyle n}$

${\ displaystyle \ kappa = LT \ sigma = {\ pi ^ {2} k_ {B} ^ {2} \ over 3e ^ {2}} \ cdot {ne ^ {2} \ over h} T = {\ pi ^ {2} k_ {B} ^ {2} \ более 3ч} nT = g_ {0} n,}$

где - квант теплопроводности, определенный выше. ${\ displaystyle g_ {0}}$

Рекомендации

Смотрите также

• Тепловые свойства наноструктур