तापीय चालकता क्वांटम

भौतिकी में, तापीय चालकता मात्रा $g_{0}$ उस दर का वर्णन करता है जिस पर तापमान $T$ के साथ एकल बैलिस्टिक फोनन वाहिका के माध्यम से ऊष्मा का अभिगमन किया जाता है।

इस प्रकार परिभाषित किया गया है,

$g_{0}={\frac {\pi ^{2}{k_{\rm {B}}}^{2}T}{3h}}\approx (9.464\times 10^{-13}{\rm {W/K}}^{2})\;T$.

किसी भी विद्युत अवरोधी संरचना की तापीय चालकता जो बैलिस्टिक फोनन अभिगमन प्रदर्शित करती है, $g_{0}.$ का एक सकारात्मक पूर्णांक गुणक है। तापीय चालकता मात्रा को सर्वप्रथम वर्ष 2000 में मापा गया था। इन मापों में प्रलंबित सिलिकॉन नाइट्राइड (Si
₃N
₄) अतिसूक्ष्म संरचना जिसने लगभग 0.6 केल्विन से कम तापमान पर 16 $g_{0}$ की निरंतर तापीय चालकता प्रदर्शित की।फोटॉन विद्युत चुम्बकीय( ईएम) विकिरण और विकिरण ऊष्मा अभिगमन के लिए ऊर्जा वाहक का मात्रात्मक विश्‍लेषण है।

विद्युत चालकता की मात्रा से संबंध

बैलिस्टिक विद्युत चालक के लिए, तापीय चालकता में इलेक्ट्रॉन योगदान भी विद्युत चालकता की मात्रा और विडेमैन-फ्रांज सिद्धांत के परिणामस्वरूप परिमाणित होता है, जिसे मात्रात्मक रूप से दोनों परिशीतन (~ 20 मिली केल्विन) और कमरे का तापमान (~300 केल्विन) पर मापा गया है। तापीय चालकता क्वांटम कण आँकड़ों पर निर्भर नहीं करता है। ।

ऊष्मीय चालकता मात्रा, जिसे परिमाणित तापीय चालकता भी कहा जाता है, जिसको विडेमैन-फ्रांज सिद्धांत से समझा जा सकता है, जो दर्शाता है कि

${\kappa \over \sigma }=LT,$

जहाँ $L$ एक सार्वत्रिक स्थिरांक है जिसे वीडेमैन-फ्रांज नियम (लॉरेंज कारक) कहा जाता है,

$L={\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{2} \over 3e^{2}}.$

परिमाणित विद्युत चालकता वाले प्रणाली में, किसी के पास हो सकता है

$\sigma ={ne^{2} \over h},$

जहाँ $n$ एक पूर्णांक है, जिसे TKNN संख्या के रूप में भी जाना जाता है। तब

$\kappa =LT\sigma ={\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{2} \over 3e^{2}}\times {ne^{2} \over h}T={\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{2} \over 3h}nT=g_{0}n,$

जहाँ $g_{0}$ ऊपर परिभाषित तापीय चालकता मात्रा है।

यह भी देखें

• नैनोस्ट्रक्चर के थर्मल गुण