hrvatski

Ispitivanje toplinskog transporta u sistemima s različitim stupnjem strukturnog uređenja

Rezultati naših istraživanja u vođenju topline u fulerenima, ikozaedarskim kvazikristalima i sistemima smanjene dimenzionalnosti upotpunjuju novim eksperimentalnim spoznajama i kritičkim osvrtima postojeće teorijske modele. Vrlo precizna mjerenja toplinske vodljivosti tzv. tvrdih ugljika C60 i C70 pokazuju njezin linearan porast na temperaturama višim od 30 K. Gotovo linearnu temperaturnu ovisnost toplinske vodljivosti na tom temperaturnom području pokazuju i amorfni materijali, te se teorijski model, razvijen za amorfne materijale (fonon-frakton model) može primijeniti i u slučaju tvrdih ugljika. Mjerenja na temperaturama nižim od 30 K, za razliku od amorfnih materijala, ne pokazuju karakterističnu konstantnu vrijednost toplinske vodljivosti između 5 i 10 K. Na vrlo niskim temperaturama toplinska vodljivost se ponaša po potencijskom zakonu s eksponentom sličnim onome kod jako poroznih sistema. To nije moguće objasniti modelom dvaju nivoa, koji inaće dobro pojašnjava temperaturnu ovisnost toplinske vodljivosti amorfnih materijala. Za razliku od fulerena, toplinska vodljivost ikozaedarskih kvazikristala nema jedinstveno temperaturno ponašanje toplinske vodljivosti u području između 20 i 100 K. Eksperimentalni rezultati ukazuju na postojanje ili platoa ili blagog maksimuma. U savršenoj ikozaedarskoj kvazikristalnoj strukturi toplinska vodljivost bi trebala imati maksimum na temperaturama između 10 i 30 K, ali taj maksimum može biti umanjen ili čak poništen bilo odstupanjima od savršene ikozaedarske strukture, bilo različitim procesima raspršenja fonona. Porast toplinske vodljivosti s porastom temperature iznad 100 K pripisan je i pobuđivanju lokaliziranih fononskih stanja i doprinosu elektrona, koji u kvazikristalima nije do kraja razjašnjen. U našem laboratoriju istražujemo i toplinsku vodljivost kvazijednodimenzionalnih, lančastih sistema. koji doživljavaju fazni prijelaz s pojavom valova gustoće naboja (VGN). VGN se razvija u smjeru lanaca, i doprinosi vođenju topline duž njih, dok u smjeru okomitom na lance taj dodatni doprinos nije uočen.

fulereni; kvazikristali; toplinska vodljivost; fononi

nije evidentirano