3.3.6.2 Рассеяние электронов на магнитных примесных атомах

б) Рассеяние электронов на магнитных примесных атомах (в частности, в меди) Магнитное рассеяние электронов проводимости или рассеяние их с переворотом спина может иметь место на локализованных моментах магнитных примесей. В этой ситуации рост сопротивления может быть много (далее…)

3.3.6.1 Рассеяние электронов на немагнитных примесных атомах

а) Рассеяние электронов на немагнитных примесных атомах Электроны проводимости рассеиваются на кулоновском потенциале примеси, которая может иметь валентность, отличающуюся на ΔZ от валентности элементов основной решетки. В этом случае увеличение электрического сопротивления часто не очень велико и (далее…)

3.3.6 Влияние примесей на проводимость

В предыдущем разделе мы рассмотрели, как теплопроводность — которая так важна для низкотемпературных экспериментов — может быть рассчитана из электрической проводимости, и что обе проводимости при низких температурах ограничены рассеянием электронов на дефектах в металле. В (далее…)

3.3.5 Отношение между теплопроводностью и электропроводностью: закон Видемана-Франца

Точное измерение низкотемпературной теплопроводности металла может быть весьма затруднительным, а измерения электропроводности, в общем, намного легче. К счастью, благодаря тому, что в металле обычно обе проводимости определяются потоком электронов и в большинстве случаев ограничиваются одними и (далее…)

3.3.4 Сверхпроводящие металлы

В сверхпроводящих металлах некоторые электроны спарены в так называемые куперовские пары. Они находятся в одном и том же низкоэнергетичном состоянии с нулевой энтропией, которое отделено от состояний одиночных неспаренных электронов энергетической щелью ΔE. Куперовские пары не (далее…)

3.3.3 Теплопроводность при низких температурах

Для наших целей величины и температурные зависимости теплопроводности при низких температурах являются особенно важными и будут подытожены ниже. Количество тепла, переносимого в материале с сечением А, длиной L и коэффициентом теплопроводности к выражается как а) Изоляторы/Фононы. Здесь (далее…)

3.3.2 Электронная теплопроводность

Для теплопроводности, обусловленной электронами проводимости, мы имеем Обычно в металлах эта электронная теплопроводность значительно выше, чем решеточная, поскольку скорость Ферми vp электронов проводимости много больше, чем скорость звука vs фононов. Детальное теоретическое рассмотрение электронной теплопроводности проще, чем (далее…)

3.3.1 Решеточная проводимость: фононы

Решеточная проводимость выражается: а) Промежуточные температуры: Т ≤ θD/10. В этой области преобладает фонон-фононное рассеяние, и средняя длина свободного пробега фононов растет с понижением температуры, потому что число фононов при этом уменьшается. Вывод формулы теплопроводности в режиме (далее…)

3.3 Теплопроводность

Теплопроводность — это кинетическое свойство веществ, аналогичное электропроводности, вязкости, диффузии, затуханию звука и др. Скорость потока тепла через единицу площади за счет температурного градиента в материале сечением А выражается как , где к — коэффициент теплопроводности. Тепло (далее…)

3.2.1 Соединение материалов с разным тепловым расширением

Соединение материалов с разным тепловым расширением в приборе, где температура будет неоднократно изменяться, требует весьма внимательного выбора материалов и подходящей конструкции, если нужно избежать разрушения мест сочленения деталей за счет сильных напряжений, возникающих при термоциклировании. Это (далее…)