探析温度波：从色散关系的视角
介观与纳米尺度物理
2019-08-23 v1
摘要
为了解释在短时间与小尺度上发生的非傅里叶热输运，备受推崇的双相滞后(DPL)模型被提出，其在热流 onset 与温度梯度之间引入了因果关系。一阶 DPL 模型最显著的特征是预测了类波的温度传播，而这一现象的检测至今仍难以捉摸。取得进一步进展所面临的挑战之一，是能够解耦影响类波行为的参数的相互交织。本工作为此探索做出贡献，提供了一种直接、易采用的解析方法，以考察观测温度波振荡的最优条件。针对空间中局域化温度脉冲以及时间上受迫温度振荡两种情况，研究了温度标量场的复值色散关系。引入了一个模态品质因子，表明在温度梯度先于热流的情况下，材料充当温度波带通滤波器。根据该 DPL 模型中相关的延迟时间，给出了带通滤波器特性。在涵盖空间与时间尺度各九个和十二个数量级的多种系统中，讨论了参数空间中的最优区域。本文所提出的方法对于设计在超快与超短时间尺度下运行的纳米热器件具有重要意义，此处以量子材料与石墨为例对此情景进行了探讨。
引用
@article{arxiv.1908.07612,
title = {Accessing temperature waves: a dispersion relation perspective},
author = {Marco Gandolfi and Giulio Benetti and Christ Glorieux and Claudio Giannetti and Francesco Banfi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07612},
year = {2019}
}