| Περίληψη |
Μελετάμε τη διάδοση θερμότητας σε μαγνητικά υλικά, όπου έχουμε δύο φορείς θερμότητας που αντιδρούν μεταξύ τους, σε μία διάσταση. Παρουσιάσαμε τα υλικά εν ονόματι αλυσίδες και σκάλες spin, στα οποία παρατηρείται μία ασυνήθιστα μεγάλη συνεισφορά των μαγνονίων στην ολική θερμική αγωγιμότητα των υλικών αυτών. Έπειτα, αναφέραμε το φαινόμενο του θερμικού rectification, κατα το οποίο η διάδοση θερμότητας κατά μήκος ενός συγκεκριμένου άξονα εξαρτάται από το πρόσημο της βαθμίδας της θερμοκρασίας ή του ρεύματος θερμότητας, και μπορεί να βοηθήσει στην βελτιωμένη διαχείρηση της θερμότητας. Μελετήσαμε κάτω από ποιές συνθήκες παρατηρείται αυτό το φαινόμενο, καταλήγωντας στο ότι θα πρέπει στα υλικά που θα χρησιμοποιήσουμε, η θερμική αγωγιμότητα τους να εξαρτάται από την θερμοκρασια, αλλιώς το φαινόμενο του θερμικού rectification δεν παρατηρείται. Έπειτα επικεντρωθήκαμε σε δύο περιπτώσεις, το στατικό θερμικό rectification και το δυναμικό θερμικό rectification. Στην πρώτη περίπτωση, για να εξάγουμε τον παράγοντα του rectification χρησιμοποιήσαμε την εξίσωση του ρεύματος θερμότητας, ενώ στη δεύτερη λύσαμε αριθμητικά την εξίσωση Bloch-Boltzmann-Peierls για τα φωνόνια και τα μαγνόνια. Και στις δύο περιπτώσεις καταλήξαμε στο ότι ο μεγαλύτερος παράγοντας βρέθηκε στο υλικό που αποτελείται από την αλυσίδα spin Sr2CuO3 και την σκάλα spin Ca9La5Cu24O41, τα οποία είναι κολλημένα μεταξύ τους. Τέλος μελετήσαμε την περίπτωση όπου εφάπτουμε μία χρονοεξαρτημένη πηγή θερμότητας στην αριστερή επιφάνεια του μαγνητικού υλικού μας (ή της συστοιχίας μαγνητικών υλικών) και παρατηρούμε την απόκριση της θερμοκρασίας στην απέναντι επιφάνεια, προσπαθώντας να καταλήξουμε σε ποιές περιπτώσεις η θερμότητα διαδίδεται βαλλιστικά και πότε διαχέεται. Καταλήξαμε στο ότι όταν ο χρόνος διάχυσης των φωνονίων είναι ίσος ή μικρότερος από την περίοδο της πηγής, τότε η θερμότητα διαδίδεται βαλλιστικά, αλλιώς διαχέεται.
|
Thermal diode by quantum magnets
