Автор Тема: Сверхчистый кремний побил рекорд теплопроводности  (Прочитано 768 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13

Шарообразный кристалл сверхчистого кремния.
 
Физики при различных температурах измерили способность проводить тепло в образцах кремния трех сортов: сверхчистом изотопе Si28, обогащенном и обычном. При оптимальной температуре теплопроводность сверхчистого образца составила рекордные 45 000 Вт/(м·K). Считается, что сверхчистые алмазы теоретически могут показывать еще более высокие значения, но пока что теплопроводность выше 41 000 Вт/(м·K) никому получать не удавалось. Краткое описание результата, полученного сотрудниками Курчатовского института в соавторстве с иностранными коллегами, опубликовано на сайте Physics Today, принадлежащего Американскому институту физики.

Тепловая энергия распространяется в полупроводниковых и изолирующих кристаллах посредством фононов — квантов вибраций решетки. Если массы атомов в узлах решетки различаются, то фононный транспорт становится менее эффективным, что объясняет тот факт, что наивысшие значения теплопроводности зафиксированы у изотопно-чистых образцов, таких как алмаз, состоящий на 99,9% из углерода-12.

В новой работе сотрудника Курчатовского института Александра Инюшкина и его коллег изучается теплопроводность в кремнии. Среди исследованных образцов был 4-миллиметровый кусочек сверхчистого вещества, на 99,995% состоящего из кремния-28. Физики использовали три образца — сверхчистый Si28, обогащенный этим изотопом и состоящий из естественной смеси изотопов. Физики измерили теплопроводность при температурах от 2,4 до 420 кельвинов. Для сверхчистого кремния измеренная величина при 24 кельвинах составила около 45 000 Вт/(м·K), что в 10 раз больше, чем для обычного при таких условиях. При комнатной изотопическая однородность давала прирост всего в 8%.

Данные для обычного кремния несколько отличаются от указанных в справочниках по свойствам материалов. Этот факт может вызвать интерес у теоретиков, занимающихся моделями рассеяния фононов. В целом, благодаря доступности и относительной легкости синтеза кристаллов, кремний остается одним из важнейших веществ в материаловедении, представляя собой подходящую модель для исследования процессов, определяющих теплопроводность.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13
Видимо при высокой изотопной чистоте отсутствуют даже минимальные искажения кристаллической решетки, на которых может рассеиваться поток тепловых фотонов

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Репутация: +15/-2
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
Фононов не существует. Теплопроводность кремния определяется электронами.

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Репутация: +15/-2
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
45 000 Вт / милли Кельвин ?  Или 45 кило Ватт / милли Кельвин ?  Или 45 кило Джоулей / ( милли Кельвин * секунда )?
Я правильно понял?
Здесь закон Фурье.
Высокая теплопроводность! Потому и транзисторы из него делают. Ведь тепло управляет электрическим током в данном случае. И скорости управления весьма большие.

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Репутация: +15/-2
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
Видимо при высокой изотопной чистоте отсутствуют даже минимальные искажения кристаллической решетки, на которых может рассеиваться поток тепловых фотонов
Тепловые фотоны. Говорите по русски: инфра-красное излучение. Фотонов не существует.

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13
Тепловые фотоны. Говорите по русски: инфра-красное излучение. Фотонов не существует.
Любое электромагнитное излучение -от многокилометровых волн до сверхжёсткого Гамма-излучения - Есть ФОТОНЫ!
Свою ересь можете нести кому угодно, а мне не надо. Я 30 лет наедине с фотонами! Не будь фотонов не было бы цвета, не было бы спектров, не было бы переноса энергии.
Фотон - квант энергии.
Вы забыли, что кроме проводников и полупроводников есть еще и диэлектрики. В них электроны сидят в своих молекулах и не рыпаются! Однако диэлектрик можно прекрасно нагреть! Кстати Алмаз - в отличие от кремния -диэлектрик, электроны сидят на своих орбиталях и никуда не перемещаются! А теплопроводность алмаза до сих пор была рекордной, выше чем у любых металлов с их электропроводностью!
Вода тоже почти диэлектрик, но проводимость у нее не электронная, а ионная!
По вашей "теории" вскипятить воду НЕЛЬЗЯ! Так как в ней НЕТ подвижных электронов!
Сдохла ваша гипотеза про перенос тепла электронами, совсем сдохла!
Учите матчасть! Смежные науки, а не только электронику, которую вы тоже не знаете!

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Репутация: +15/-2
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
Любое электромагнитное излучение -от многокилометровых волн до сверхжёсткого Гамма-излучения - Есть ФОТОНЫ!
Свою ересь можете нести кому угодно, а мне не надо. Я 30 лет наедине с фотонами! Не будь фотонов не было бы цвета, не было бы спектров, не было бы переноса энергии.
Фотон - квант энергии.
Вы забыли, что кроме проводников и полупроводников есть еще и диэлектрики. В них электроны сидят в своих молекулах и не рыпаются! Однако диэлектрик можно прекрасно нагреть! Кстати Алмаз - в отличие от кремния -диэлектрик, электроны сидят на своих орбиталях и никуда не перемещаются! А теплопроводность алмаза до сих пор была рекордной, выше чем у любых металлов с их электропроводностью!
Вода тоже почти диэлектрик, но проводимость у нее не электронная, а ионная!
По вашей "теории" вскипятить воду НЕЛЬЗЯ! Так как в ней НЕТ подвижных электронов!
Сдохла ваша гипотеза про перенос тепла электронами, совсем сдохла!
Учите матчасть! Смежные науки, а не только электронику, которую вы тоже не знаете!
==Любое электромагнитное излучение -от многокилометровых волн до сверхжёсткого Гамма-излучения - Есть ФОТОНЫ! ==
Чушь. Электромагнитное излучение измеряется в Ваттах, то есть Джоудь в секунду, то есть ток тепловой энергии. Фотоны - это авангард физики 20-го века. Или просто  - чушь. Учить мат часть - это мало. Кроме этого , надо думать своей головой. Голова, то есть? Или она только для учения мат. части, с дальнейшим тиражированием мат. части?

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13
==Любое электромагнитное излучение -от многокилометровых волн до сверхжёсткого Гамма-излучения - Есть ФОТОНЫ! ==
Чушь. Электромагнитное излучение измеряется в Ваттах, то есть Джоудь в секунду, то есть ток тепловой энергии. Фотоны - это авангард физики 20-го века. Или просто  - чушь. Учить мат часть - это мало. Кроме этого , надо думать своей головой. Голова, то есть? Или она только для учения мат. части, с дальнейшим тиражированием мат. части?
МУДрец, ничего не скажешь! Вы путаете само излучение и его мощность! Конечно, для великих электротехников - это пустяк, а физикам приходится со всем этим разбираться!
Электромагнитное излучение - это поток фотонов! тепловая энергия - это тоже поток фотонов!

Оффлайн radio.elektronik

  • Moderator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Репутация: +15/-2
  • Пол: Мужской
  • Пургаторий – это свалка роботов и идей.
МУДрец, ничего не скажешь! Вы путаете само излучение и его мощность! Конечно, для великих электротехников - это пустяк, а физикам приходится со всем этим разбираться!
Электромагнитное излучение - это поток фотонов! тепловая энергия - это тоже поток фотонов!
Я ничего не путаю. Мощность реальна. Фотоны - выдумка.
Последняя фраза:
==тепловая энергия - это тоже поток фотонов!==
не верна.
Тепловая энергия измеряется в Джоулях и способна накапливаться в телах или передаваться в виде тока, потока. А вот ток этой энергии - и есть эл. м. излучение. Надо точнее выражать мысли.
А если Вы цитируете википедию (типа: фотон обладает квантом энергии, или просто обладает энергией)  - то это ошибочная теория. 

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13
Я ничего не путаю. Мощность реальна. Фотоны - выдумка.
Последняя фраза:
==тепловая энергия - это тоже поток фотонов!==
не верна.
Тепловая энергия измеряется в Джоулях и способна накапливаться в телах или передаваться в виде тока, потока. А вот ток этой энергии - и есть эл. м. излучение. Надо точнее выражать мысли.
А если Вы цитируете википедию (типа: фотон обладает квантом энергии, или просто обладает энергией)  - то это ошибочная теория.
Единичный фотон тоже реален.
Фотон УФ-диапазона попадает в молекулу хлора и она разваливается на отдельные атомы. Желто-зеленый газ хлор обесцвечивается под действием Ультрафиолетовых фотонов.
Классическая фотография: фотоны разрушают хлорид серебра, а металлическое серебро образует скрытое изображение.
От мощности излучения зависит лишь то, как быстро все молекулы хлора будут развалены на атомы.
Фотон видимого света попадает в  молекулу хлорида серебра и вызывает ее разрушение: образуется металлическое серебро и атом хлора, который улетает из кристалла хлорида серебра. А серебро образует скрытое изображение на фотопленке.  От мощности излучения зависит количество разрушенных молекул хлорида серебра и образовавшегося металлического серебра и соответственно,  яркость и контрастность изображения.
Тепловизоры работают на тепловых фотонах, простейший тепловизор - пирометр, позволяющий на расстоянии измерить температуру различных объектов
На днях  Экспоцентре на Пресне открывается выставка "Фотоника". Можете сходить посмотреть
Википедия мне мало интересна, по моей теории фотон триедин: частица, волна и квант энергии

Оффлайн Литератор

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 6 821
  • Репутация: +21/-4
Электромагнитное излучение - это поток фотонов! тепловая энергия - это тоже поток фотонов!
Так не может быть. Два потока фотонов представляют разные явления. Как их различать, эти два потока?

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13
Так не может быть. Два потока фотонов представляют разные явления. Как их различать, эти два потока?
поток рентгеновских лучей - это тоже поток фотонов!
Поток гамма-частиц -  и это фотоны!
Красный свет -фотоны!
Синий свет -фотоны!
Ультрафиолет - тоже фотоны!
Даже радиоволны - это тоже фотоны!
Различаются они по длине волны, частоте, энергии кванта.  :victory:
В этом нет никаких чудес для современных физиков, чудеса здесь только для безграмотных альтов! :biggrin:
Я уже довольно долго пытаюсь объяснить здесь, что такое спектр электромагнитных колебаний, но понимания не вижу! :biggrin:
Призма прекрасно разделяет  разные фотоны в спектр, а капли воды в воздухе создают радугу.... :biggrin:

Что-то в школе вы не доучили...... :biggrin:

Оффлайн Литератор

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 6 821
  • Репутация: +21/-4
Что-то в школе вы не доучили...
В школе я учился по хорошим стандартным учебникам. А воспитали меня родители и жизнь. А Вы что подумали?

Оффлайн Arkadiy

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 10 826
  • Репутация: +39/-13
В школе я учился по хорошим стандартным учебникам. А воспитали меня родители и жизнь. А Вы что подумали?
Значит, не доучили... :biggrin: Я в школе еще и вузовские учебники почитывал, благо, что книжный магазин был в моем доме...

Оффлайн Литератор

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 6 821
  • Репутация: +21/-4
Я в школе еще и вузовские учебники почитывал...
В детстве надо в футбол гонять, а не вузовские учебники листать. Ущербность за версту видно...