Forschung

SS 2015

WS 2014/2015

zur Startseite

Transporteigenschaften

  • Wärmeleitung

    Die Wärmeleitfähigkeit von Quasikristallen ist sehr niedrig, obwohl die meisten Quasikristalle aus guten Wärmeleitern wie Aluminium oder auch Kupfer bestehen. Manche Theorien bringen dies mit der Aperiodizität in Zusammenhang. Durch die Aperiodizität werdem Phononen im Quasikristall ständig gestreut. Bisher wurden diese Theorien aber noch kaum mit Hilfe von Simulationen getestet. Es besteht daran jedoch ein großes Interesse, insbesondere da man so auch an den experimentell nicht zugänglichen zweidimensionalen Fall herankommt.

    Die Wärmeleitfähigkeit lässt sich in einer Simulation auf verschiedene Arten bestimmen. Die einfachsten Methoden verwenden hierbei stabförmige Proben, deren Enden auf konstanten Temperaturen gehalten werden, während sich die Wärme durch den Mittelteil der Probe frei bewegen kann. Man misst dann den Wärmestrom durch die Probe und erhält dann daraus die Wärmeleitfähigkeit. Außer der Wärmeleitfaehigkeit lassen sich in ähnlicher Weise auch andere Transportgrößen bestimmen.

    Die Wärmeleitfähigkeit ist auch wichtig für die Rissausbreitung. Wird ein Quasikristall mechanisch verformt, so entsteht Wärme. Bei entstehenden Rissen ist diese Wärme an den Rissoberflächen und vor allem an der Rissspitze lokalisiert, da an diesen Stellen Bindungen gebrochen werden. Das Verhalten des Risses hängt stark davon ab, ob er heiß bleibt, oder ob und wie schnell die Wärme ins Volumen abfließen kann.