hrvatski

Toplinska vodljivost ikozaedarskog kvazikristala Al72Pd19.5Mn8.5

1984. godina predstavlja svojevrsnu prekretnicu u kristalografskoj znanosti. Po prvi puta su objavljeni rezultati o postojanju krutnina s dugodosežnim strukturnim uređenjem i 'zabranjenim' kristalnim simetrijama. Takvi su materijali nazvani kvazikristalima, a mogu posjedovati petero- (ikozaedarski), osmero- (oktogonalni), desetero- (dekagonalni) i dvanaestero-struke (dodekagonalni kvazikristali) kristalne simetrije. Kvazikristali iz ikozaedarske obitelji Al-Pd-Mn po prvi puta su sintetizirani početkom 90-ih godina prošlog stoljeća, i za razliku od ostalih poznatih obitelji ikozaedarskih kvazikristala (Al-Cu-Fe, Al-Cu-Ru, Al-Mn, Al-Li-Cu, Al-Cu-Fe, Ga-Mg-Zn) posjeduju magnetska svojstva zbog magnetskih momenata manganovih atoma. Upravo je postojanje magnetskih momenata razlog, za kvazikristale anomalnog, temperaturnog ponašanja električne otpornosti kvazikristala iz Al-Pd-Mn (postojanje maksimuma). Mjerenja električne otpornosti kvazikristala Al72Pd19.5Mn8.5 pokazuje taj trend, uz iznos relativno nizak iznos na sobnoj temperaturi od 1.2 mW cm. Na temelju električne otpornosti elektronski doprinos toplinskoj vodljivosti se može odrediti Wiedemann-Franzovim zakonom: kel = L0T / r (L0 je Lorenzov broj i iznosi 2, 45 × 10-8 Wm/K2). Doprinos kvazirešetke toplinskoj vodljivosti (dobijen odbijanjem elektronskog doprinosa od ukupne, izmjerene toplinske vodljivosti) na temperaturama nižim od 50 K je aproksimiran Debyeovim modelom, jer dugovalni fononi (jedino pobuđeni na tim temperaturama) ne osjećaju neperiodičnost rešetke. Na temperaturama višim od 100 K toplinskoj vodljivosti počinju doprinositi i lokalizirana fononska stanja, koja zbog svoje lokaliziranosti nemaju svojstvo toplinskog vođenja. U međudjelovanju s 'normalnim', prostorno rastegnutim fononima moguće je njihovo preskakivanje, čime se otvara još jedan kanal vođenja topline. Uočeni porast kod kvazirešetkinog dijela toplinske vodljivosti kvazikristala Al72Pd19.5Mn8.5 je objašnjen upravo doprinosom lokaliziranih fononskih stanja.

kvazikristali; toplinska vodljivost; fononi

nije evidentirano