Physical Review Letters 저널에 발표 된이 연구는 고온이나 압력과 같은 극한의 조건에 따라 절연체 및 반도체에서 열 수송의 행동을 이해하는 방법을 제공합니다.
이 연구는 또한 차세대 열전 재료의 설계에 대한 통찰력을 제공하며, 이는 열 에너지를 전력으로 효율적으로 변환하는 데 사용될 수 있습니다.
조지아 테크 (Georgia Tech)의 물리 스쿨 (School of Physics)의 조교수이자 연구의 수석 저자 인 조슈아 크레 쉬머 (Joshua Kretchmer) 박사는“여기에서 보여준 것은 절연체와 반도체의 열 수송에 대해 생각하는 새로운 방법이다. "우리의 결과는 열적 특성이 향상된 새로운 재료로 이어질 수 있으며보다 효율적인 에너지 변환을위한 길을 열어 줄 수 있습니다."
이 연구의 주요 결과 중 하나는 고체에서 열을 수송하는 데있어 "준 사파르"의 역할입니다. 이 준 입자는 입자처럼 행동하는 결정 격자에서 흥분이지만 실제적이고 관찰 가능한 물체는 아닙니다.
기존의 재료에서, 열 수송은 종종 결정 격자 내의 원자의 진동에 의해 지배되며, 이는 샘과 질량 세트로 생각할 수있다. 그러나, 열전 장치에 사용 된 것과 같은 일부 재료에서, 열 수송은 전자 또는 구멍과 같은 준 사양의 운동에 의해 지배된다.
연구원들은 이들 준파 르와 원자 진동 사이의 상호 작용이 물질의 열 전달 특성을 결정하는 데 중요한 역할을한다는 것을 발견했다. 특히, 그들은 상호 작용이 강하면 열 수송이 감소된다는 것을 발견했다.
Kretchmer 박사는“우리의 연구는 준 사파르와 진동 사이의 상호 작용이 고체의 열 수송을 이해하는 데 매우 중요하다는 것을 보여준다”고 말했다. "이러한 상호 작용을 제어함으로써 원하는 응용에 따라 열전도율이 훨씬 높거나 낮은 재료를 잠재적으로 설계 할 수 있습니다."
Kretchmer 박사와 그의 팀은 이제 새로운 열전 재료 설계에 이론적 프레임 워크를 적용하고 토폴로지 절연체 및 초전도체와 같은 다른 재료의 열 전달 특성을 이해하기 위해 노력하고 있습니다.
