{"id":31248,"date":"2013-01-13T22:10:11","date_gmt":"2013-01-13T19:10:11","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=31248"},"modified":"2013-01-13T22:10:11","modified_gmt":"2013-01-13T19:10:11","slug":"mis-on-foonon","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=31248","title":{"rendered":"Mis on foonon?"},"content":{"rendered":"

Rakendusteadlaste jaoks on v\u00f5imsamate protsessorite arendamisel \u00fcha olulisemaks probleemiks dissipatsioonsoojuse eemaldamine. Selleks aga on vaja teada, kuidas soojus l\u00e4bi kristallstruktuuriga materjalide, n\u00e4iteks r\u00e4ni, liigub.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Pilt arvutisimulatsioonist n\u00e4itab kristallv\u00f5res levivaid eriv\u00e4rvilisi foononeid. V\u00f5resse on torgatud augud, mille vahekaugus on h\u00e4\u00e4lestatud selliselt, et see t\u00f5kestaks teatud lainepikkusega foononite levikut.<\/p><\/div>\n

Soojus levib, nagu ka heli, aatomite v\u00f5i molekulide vibratsiooni abil. Heli levib madalatel sagedustel, soojus aga k\u00f5rgematel. Olenemata sagedusest on kvantmehaanika seaduste kohaselt m\u00e4\u00e4ratud v\u00e4him v\u00f5imalik v\u00f5nkumiste energia. Suurem soojusenergia hulk on seega kvantiseeritud elementaarenergia hulga ehk kvandi kordarv. F\u00fc\u00fcsikud nimetavad elementaarselt v\u00e4ikseid v\u00f5nkumisi foononiteks. V\u00f5ib \u00f6elda, et foonon on virtuaalne soojusosake.<\/p>\n

\u201eKristallisisese heli ja soojuse leviku kirjeldamiseks on foononid ise\u00e4ranis olulised,\u201c selgitas Phys.org intervjuus MIT (Massacusetts Institute of Technology<\/em>) mehhaanikaprofessor Gang Chen. Kristalli aatomid on korrastatud perioodilisse v\u00f5restruktuuri. Soojuse levikul v\u00f5nguvad kristallisisesed aatomid kindlate sagedustega. \u201eV\u00f5reaatomite vahelised sidemed on nagu vedrud,\u201c piltlikustas Chen. Kui \u00fcht aatomit t\u00f5mmata v\u00f5i t\u00f5ugata, siis saadab see naaberaatomite suunas teele laine ehk foononi.<\/p>\n

Praktikas on enamikes materjalides foononite soojusliiklus kaootiline. Eri sagedustega ja erinevates suundades liikuvad foononid on omavahel superpositsioonis nagu n\u00e4iliselt kaootiline laineline veepind. Teoorias on v\u00f5imalik ka merepinna lainetus lahti v\u00f5tta \u00fcksikuteks laineteks, millel on erinev liikumissuund, amplituud ja sagedus.<\/p>\n

Elektromagnetlainete kirjeldamisel on v\u00e4himaks energeetiliseks \u00fchikuks samuti kvant, mida nimetatakse aga footoniks. Footonid interakteeruvad \u00fcksteisega vaid siis, kui neil on sama lainepikkus, n\u00e4iteks interferentsi puhul. Vastasel juhul on elektromagnetkvandid superpositsioonis ja v\u00e4ljuvad kohtumistest muutumatuna. Ent foononid interakteeruvad ka erineva lainepikkusega foononitega. See teeb nende liikumise palju kaootilisemaks ning seega ka raskemini j\u00e4lgitavaks ja juhtitavaks.<\/p>\n

\u201eNii footonid kui foononid saavad kindla sageduse juures omada vaid kindlat elementaar\u00fchiku kordset energiat,\u201c \u00fctles Chen. Rakendusf\u00fc\u00fcsikas ja materjaliteaduses on foononite kaasamine teooriasse osutunud ise\u00e4ranis kasulikuks.<\/p>\n

Arvutikiipidelt soojuse paremaks eraldamiseks tuleb seega tegeleda foononite juhtimisega. Termoelektriliste seadmete puhul, mis muudavad tahkise kontaktpindade temperatuurierinevuse elektromotoorj\u00f5uks, on seevastu oluline arendada materjale, mis juhivad h\u00e4sti elektrit, aga samas takistavad soojusfoononite liikumist. \u201eM\u00f5ningatel juhtudel on vaja tugevat foononite voogu, m\u00f5ningatel juhtudel j\u00e4llegi on nende liikumist vaja takistada,\u201c \u00fctles Chen l\u00f5petuseks.<\/p>\n

Allikas: Phys.org<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Rakendusteadlaste jaoks on v\u00f5imsamate protsessorite arendamisel \u00fcha olulisemaks probleemiks dissipatsioonsoojuse eemaldamine. Selleks aga on vaja teada, kuidas soojus l\u00e4bi kristallstruktuuriga materjalide, n\u00e4iteks r\u00e4ni, liigub. Soojus levib, nagu ka heli, aatomite v\u00f5i molekulide vibratsiooni abil. Heli levib madalatel sagedustel, soojus aga k\u00f5rgematel. Olenemata sagedusest on kvantmehaanika seaduste kohaselt m\u00e4\u00e4ratud v\u00e4him v\u00f5imalik v\u00f5nkumiste energia. Suurem soojusenergia hulk […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":31250,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[147],"class_list":{"0":"post-31248","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-nanotehnoloogia","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/31248","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=31248"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/31248\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/31250"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=31248"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=31248"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=31248"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}