蓝心石的声子流体动力学制度
材料科学
2025-07-10 v1
摘要
当理想绝缘体冷却时，预期会依次出现四种热导率制度。其中两种，即 Ziman 和 Poiseuille，是声子之间主要为正常相互作用的流体动力学制度。迄今为止，仅能观察到少数具有高同位素和化学纯度的绝缘体。我们的热传导测量覆盖了从 0.1 K 到 900 K 的四个数量级，揭示了蓝心石显示所有四种制度，尽管其同位素杂质。我们展示了在 Ziman 制度中，热导率指数增长，幅度可达 35,000 W/Km。我们指出，超纯简单绝缘体（包括金刚石、硅和固态氦）的峰值热导率由于各向同性纯度决定的普适标度。蓝心石的热导率比该标度高了一个数量级。我们认为这可能是由于光声子模式与声子模式接近所致，这是由于原始胞中原子数较大的原因。
引用
@article{arxiv.2407.16196,
title = {Phonon hydrodynamic regimes in sapphire},
author = {Takuya Kawabata and Kosuke Shimura and Yuto Ishii and Minatsu Koike and Kentaro Yoshida and Shu Yonehara and Kohei Yokoi and Alaska Subedi and Kamran Behnia and Yo Machida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.16196},
year = {2025}
}