一维晶格中的界面热传导与负温度跳跃

我们研究了一维谐振子和$\phi^{4}$晶格中的热边界传导，这两种晶格均由通过谐振子相互作用耦合的两段组成。对于通过谐振子晶格的弹道界面热输运，我们同时使用理论计算和分子动力学模拟来研究界面处的热流和温度跳跃，以期在原子尺度上理解卡皮查热阻。在弱耦合区域，对于谐振子模型以及非谐模型，热流均与耦合强度的平方成正比。有趣的是，在特定参数区域，界面粒子之间存在负温度跳跃。在$\phi^{4}$晶格中，观察到边界温度跳跃对外加温差存在非线性响应。为理解这一反常结果，我们将研究扩展到一个模型，其中界面由弹簧常数逐渐变化的一小段表示，发现负温度跳跃仍然存在。最后，我们证明界面处的局域速度分布非常接近高斯分布，以至于似乎无法通过数值方法以此方式判定局域平衡态的存在与否。