Przewodność cieplna w tworzywach warstwowych
W wybranych tworzywach sprzężenie elektronów z fononami ma znaczący wpływ na przewodność cieplną. W ramach finansowanego ze środków projektu "Non adiabatic vibrational spectra from first principles" (NON ADIABATIC PHONON) wykorzystano techniki obliczeniowe do dalszego badania, projektowania i opisu takich materiałów. Uczestnicy projektu zastosowali dwie różne zaproponowane w ostatnim czasie metodologie pozwalające na zbadanie nieadiabatycznego wpływu oraz wpływu drgań anharmonicznych na spektrum fononowe. Takie zjawisko występuje w większości warstwowych tworzyw, takich jak grafem, dwuborek magnezu, grafen-wapń i nadprzewodniki. Pierwszą metodą było spójne obliczanie fen nomów za pomocą czynnika Bosego-Einsteina zastępującego atomy w komórce jednostkowej. Druga metoda wiązała się z zastosowaniem teorii perturbacji pierwszego rzędu w odniesieniu do zmian dotyczących sił statycznych po wypieraniu jonów. Naukowcy scharakteryzowali duży zestaw materiałów krystalicznych o różnych strukturach chemicznych. Wyniki wykazały, że istnieją pewne materiały cechujące się silnymi efektami anharmonicznymi, które odpowiadają również za ich niskie przewodnictwo cieplne. Właściwość ta staje się istotna w przypadku badania materiałów termoelektrycznych. Projekt NON ADIABATIC PHONON opierał się na współpracy między członkami z Europy i Meksyku. Ustalenia poczynione w ramach projektu rozpowszechniono za pośrednictwem 12 publikacji.
Słowa kluczowe
Przewodność cieplna, tworzywa warstwowe, sprzężenie elektronów z fononami, wpływ nieadiabatyczny, materiały termoelektryczne
