Resistivitas Panas Pada Gas Fonon

RESISTIVITAS PANAS PADA GAS FONON

Oleh:IPTA APIPAH

12306141015

Fonon ini berarti laju ( ) bebas ditentukan oleh dua proses, yaitu hamburan geometris dan hamburan oleh fonon lainnya. Jika kekuatan antara atom adalah murni harmonik, tidak ada mekanisme untuk tabrakan antara fonon yang berbeda, dan tidak aktif (mati) yang berarti jalan bebas akan dibatasi hanya oleh tabrakan fonon yang dibatasi kristal dengan ketidaksempurnaan kisi. Situasi ini menyebabkan efek yang dominan. Dengan interaksi kisi tak harmonis, ada sambungan berbeda antara fonon yang membatasi nilai dari jalan bebas rata-rata. Secara tepat dinyatakan dari sistem tak harmonik tidak lagi seperti fonon murni.

Teoriefeksambungantakharmonispadaresistivitastermalmemprediksibahwasebandingdengan 1/Tpadasuhutinggi, dalamperjanjiandenganbanyakpercobaan. Kita dapatmemahamiketergantunganinidalamjumlahfononyang diberikandapatberinteraksi: padasuhutinggijumlahfononsebandingdengan T. Tabrakanfrekuensidarifonon yang diberikanharusproporsionaldenganjumlahfononyang berbenturan, dimana: Untukmenentukankonduktivitastermalharusadamekanismepadakristaldimanadistribusifonondapatdiajukansecaralokalkekesetimbangantermal. TanpaadanyamekanismemakatidakakanadafononpadasalahsatuujungkristalsebagaikesetimbangantermalpadasuhuT2dan di ujung lain padaekuilibrium di .

Hal initidakcukupmemilikisatucarauntukmembatasijalurbebas rata-rata, tetapijugaharusadacara lain untukmembangunkesetimbangantermallokaldistribusifonon. Kolisifonondenganketidaksempurnaanstatisataubataskristaltidakakandengansendirinyamembentukkeseimbangantermal, karenatumbukantersebuttidakmengubahenergifononitusendiri: w2frekuensifonontersebarsamadenganfrekuensiw1 darifonon.Hal inijugamenunjukanbahwa proses tabrakantiga-fonon:

(45)

tidak akan membentuk keseimbangan, tetapi untuk alasan tertentu: momentum total dari gas fonon tidak diubah oleh tabrakan tersebut. Sebuah distribusi kesetimbangan fonon pada suhu T dapat bergerak turun kristal dengan kecepatan yang tidak dipengaruhi oleh tiga kolisi fonon dari bentuk (45). Untuk tabrakan momentum fonon :

(46)adalah kekal, karena tabrakan perubahan J adalah K3 — K2 — K1 = 0. Dengan nK adalah jumlah foton memiliki faktor K.

Untuk distribusi dengan J ≠ 0 , tabrakan seperti (45) tidak mampu membangun kesetimbangan termal lengkap karena J berubah.

Gambar 16a Aliran molekul gas dalam keadaan melayang keseimbangan bawah tabung terbuka panjang dengan dinding gesekan. Proses tumbukan elastis antara molekul gas tidak mengubah momentum atau energi fluks gas karena di setiap tabrakan kecepatan pusat massa partikel dan energi tetap tidak berubah. Dengan demikian energi diangkut dari kiri ke kanan tanpa didorong oleh gradien suhu. Oleh karena itu resistivitas termal adalah nol dan konduktivitas termal yang tak terbatas.

Gambar 16b Definisi konduktivitas termal dalam gas mengacu pada situasi di mana tidak ada aliran massa. Dalam hal ini tabung ditutup di kedua ujungnya, mencegah masuknya molekul. Dengan gradien suhu pasangan bertabrakan diatas rata-rata pusat massa akan cenderung diarahkan ke kanan, dan dengan kecepatan di bawah rata-rata akan cenderung diarahkan ke kiri. Pada sebuah gradien, tinggi di sebelah kanan, akan dibentuk untuk mengaktifkan transportasi massal menjadi nol ini memungkinkan transportasi energi berubah dari panas menjadi dingin.

Gambar 16cDalamkristalkitadapatmengaturuntukmembuatfononterutamapadasalahsatuujung, sepertidenganmenerangiujungkiridenganlampu. Makaakanadafluksfononmenujuujungkanankristal. Jika proses N (terjadi, fluksFonontidakakanberubahdalamtumbukan momentum danbeberapafluksFononakanbertahan di sepanjangkristal. Denganadanyafonon di ujungkananmakakitadapatmengubahsebagianbesarenergiterhadapradiasi, sehinggasamasepertidalam (a) resistivitastermaladalah nol.

Sekiandan

Terima kasih