固体克朗-甲烷溶液热导率中的量子效应
材料科学
2009-11-10 v1
摘要
我们通过测量克朗-甲烷溶液 (c = 0.05-0.75) 的热导率，研究了量子旋转子与其晶体环境之间的动态相互作用，温度范围为 2-40 K。溶液的热阻主要由声子通过具有核自旋 I=1 的 CH4 分子进行共振散射所致。发现核自旋转换对热导率 k(T) 的温度依赖性有显著影响：在 k(T) 中出现明确定义的极小值，其温度位置取决于 CH4 的浓度。还发现分子场各向异性随着 CH4 浓度的增加并非单调增加。在浓度大于 0.5 时，观察到相邻旋转子之间姿态安排的补偿效应。克朗-甲烷溶液的温度依赖性在考虑声子平均自由程下限的 Debye 热导率模型中得到描述。异常的温度依赖性显示了声子-旋转耦合随温度变化的演化：当 CH4 旋转从低温下的量子行为转为高温下的经典行为时，声子-旋转耦合显著增强。还观察到热导率出现跌宕变化 (k(T) 在狭小温度范围内的尖锐增大)，其位置随着 CH4 浓度从 0.25 变化到 0.45 时，从 9.7 K 移至 8.4 K。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0309542,
title = {Quantum Effects in Thermal Conductivity of Solid Krypton - Methane Solutions},
author = {A. I. Krivchikov and B. Ya. Gorodilov and V. G. Manzhelii and V. V. Dudkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0309542},
year = {2009}
}
备注
13 pages, 4 figures