Phonon scattering and heat transfer by “diffusive” modes in solid C₆H₆

Abstract

The isochoric thermal conductivity of solid C₆H₆ is described within a model in which the heat is transferred by phonons and above the phonon mobility edge by “diffusive” modes migrating randomly from site to site. The mobility edge ω₀ is found from the condition, that the phonon mean-free path restricted by the examined mechanisms of scattering cannot become smaller than half the wavelength. The contributions of phononphonon, one and two-phonon scattering to the total thermal resistance of solid C₆H₆ are calculated under the assumption of additive contribution of different scattering mechanisms. Significant deviations from the dependence Λ ∝1/T are explained by thermal conductivity approaching its lower limit.

Iзохорна теплопровiднiсть твердого C₆H₆ описується в рамках моделi, в якiй тепло переноситься фононами, а вище вiд граничної рухливостi – “дифузними” модами, що мiгрують випадковим чином з вузла на вузол. Границя фононної рухливостi ω₀ знаходиться iз умови, що довжина вiльного пробiгу фононiв, котра визначається розглянутими механiзмами розсiяння фононiв, не може стати меншою половини довжини хвилi. Внески фонон-фононного, одно та дво-фононного розсiяння в повний тепловий опiр твердого C₆H₆ розраховано в припущеннi адитивностi внескiв рiзних механiзмiв фононного розсiяння. Значнi вiдхилення вiд залежностi Λ ∝1/T пояснюються наближенням теплопровiдностi до її нижньої границi.