Neue Einsichten zur Wärmeleitung in Feststoffen

11. September 2017

Wärme wird in Feststoffen generell durch Schwingungen der Atome übertragen, die oft Phononen genannt werden. Entsprechend hängt die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes von der Lebensdauer solcher Phononen ab. Untersuchungen der Clathrat-I Phase Ba7.81Au5.33Ge40.67 mit inelastischer Neutronenstreuung zeigten ein zunächst überraschendes Ergebnis. Die Phononen besitzen eine lange Lebensdauer, obwohl dieses Material die Wärme schlecht leitet. Dieses ungewöhnliche Transportverhalten ist in der strukturell bedingt geringen Anzahl der Phononen begründet. Voraussetzung der Experimente waren ausgedehnte Kristallzuchtexperimente im Forschungsbereich für Chemische Metallkunde am MPI CPfS. Die nachfolgenden Untersuchungen wurden im Rahmen einer multinationalen Kooperation am ILL in Grenoble durchgeführt. Das tiefere Verständnis der Wärmeleitung in Clathraten trägt zur besseren Konzeption thermoelektrischer Werkstoffe bei.

MB , HB / CPfS

Lebensdauer der Phononen im Clathrat-I Ba7.81Au5.32Ge40.67

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