熱伝導量子

物理学では、熱伝導量子と は、温度が である単一の弾道フォノンチャネルを介して熱が輸送される速度を表します。 ${\displaystyle g_{0}}$ ${\displaystyle T}$

それは次のように与えられる。

${\displaystyle g_{0}={\frac {\pi ^{2}{k_{\rm {B}}}^{2}T}{3h}}\approx (9.464\times 10^{-13}{\rm {W/K}}^{2})\;T}$。

弾道フォノン輸送を示す電気絶縁構造の熱伝導率は、熱伝導率量子の正の整数倍である。熱伝導率は2000年に初めて測定された。^[1]これらの測定では、懸濁した窒化シリコン（Si${\displaystyle g_{0}.}$
₃いいえ
₄）ナノ構造は、約0.6ケルビン以下の温度で16の一定の熱伝導率を示しました。 ${\displaystyle g_{0}}$

弾道電気伝導体の場合、熱伝導への電子の寄与も電気伝導量子とヴィーデマン・フランツの法則の結果として量子化され、極低温（約20mK）^[2]と室温（約300K）の両方で定量的に測定されています。^{[3] [4]}

熱伝導量子は量子化熱伝導とも呼ばれ、ヴィーデマン・フランツの法則から理解できる。

${\displaystyle {\kappa \over \sigma }=LT,}$

ここで、はローレンツ因子と呼ばれる普遍定数であり、 ${\displaystyle L}$

${\displaystyle L={\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{2} \over 3e^{2}}.}$

量子化された電気伝導率を持つ領域では、

${\displaystyle \sigma ={ne^{2} \over h},}$

ここで は整数、つまりTKNN数です。 ${\displaystyle n}$

${\displaystyle \kappa =LT\sigma ={\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{2} \over 3e^{2}}\times {ne^{2} \over h}T={\pi ^{2}k_{\rm {B}}^{2} \over 3h}nT=g_{0}n,}$

ここで、は上で定義された熱伝導量子です。 ${\displaystyle g_{0}}$

• ナノ構造における熱輸送