43热传导 T大具有: 较多的振动模式 1.热传导 较大的振动振幅 较多的声子被激发 dT/dx(温度梯度 较多的声子数 作用干 声子的热传导 电子晶体 光子声子 T1小具有: 较少的振动模式 较小的振动振幅 生 较少的声子被激发 较少的声子数 Q=-xdT/dx(能流密度)J/scm2 平衡时: 单位时间内,通过单位面积的热能.同样多的振动模式振 同样多的振动振幅 x-2体的热导系数J/cmC同样多的声子被激发 同样多的声子数
T1小 具有: 较少的振动模式 较小的振动振幅 较少的声子被激发 较少的声子数 T大具有: 较多的振动模式 较大的振动振幅 较多的声子被激发 较多的声子数 声子的热传导 平衡时： 同样多的振动模式振 同样多的振动振幅 同样多的声子被激发 同样多的声子数 1. 热传导 dT/dx(温度梯度） Q= -dT/dx（能流密度）J/s.cm2 单位时间内，通过单位面积的热能. ------晶体的热导系数J/s.cm oC 作 用 于 产 生 电子 声子 晶体 光子 4.3 热传导
2.声子的热传导机理 从晶格格波的声子理论可知,热传导过程-声子从 高浓度区域到低浓度区域的扩散过程 热阻:声子扩散过程中的各种散射 根据气体热传导的经典分子动力学,热传导系数x: X=C vl3
从晶格格波的声子理论可知，热传导过程------声子从 高浓度区域到低浓度区域的扩散过程。 热阻： 声子扩散过程中的各种散射。 根据气体热传导的经典分子动力学，热传导系数： =cv vl/3 2. 声子的热传导机理
C:单位体积气体分子的比热-单位体积中 声子的比热; v:气体分子的运动速度--声子的运动速度; l:气体分子的平均自由程-子的平均自由 程 C、在高温时,接近常数,在低温时它随T3变化; 声速ⅴ为一常数。 主要讨论影响声子的自由程I的因素
Cv：单位体积气体分子的比热------单位体积中 声子的比热； v ：气体分子的运动速度------声子的运动速度； l：气体分子的平均自由程------声子的平均自由 程。 Cv在高温时，接近常数，在低温时它随T 3变化； 声速v 为一常数。 主要讨论影响声子的自由程 l 的因素
影响热传导性质的声子散射主要有四种机构 (1)声子的碰撞过程 h q+hq2=h q 3+hKn EX h q1+hq2-hKn=h q 3 K.=0 形成新声子的动量方向 和原来两个声子的方向 相一致,此时无多大的 热阻。 正规过程
影响热传导性质的声子散射主要有四种机构： Kn =0 形成新声子的动量方向 和原来两个声子的方向 相一致，此时无多大的 热阻。 ------正规过程 ħ q1 + ħ q2 =ħ q 3+ħKn 或 ħ q1 + ħ q2－ ħKn =ħ q 3 （1） 声子的碰撞过程
q1,q2相当大时, Kn≠0, 碰撞后,发生方向反转, q1/.. q1+q2 从而破坏了热流方向产生 q 较大的热阻。 翻转过程(声子碰撞 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 声子碰撞的几率: ncep(-0p2T)即温度越高,声子间的碰撞频率越 高,则声子的平均自由程越短
q1 ，q2相当大时， Kn 0， 碰撞后，发生方向反转， 从而破坏了热流方向产生 较大的热阻。 Kn 翻转过程（声子碰撞） q1 + q2 q2 q1 q 3 声子碰撞的几率： exp(-D /2T) 即温度越高，声子间的碰撞频率越 高，则声子的平均自由程越短