Fonones
- 1. “Los fonones son la descripción de un tipo especial de vibración en el arreglo de algún material en el cual se propaga una perturbación”1 . Un fonón es un paquete de energía vibracional, se dice que los mismos principios básicos que se utilizan para entender el transporte de energía pueden ser utilizados para entender sobre los fonones. A su vez, el transporte de fonones puede ser estudiado mediante el transporte de fotones y electrones. Los fonones son considerados cuasipartículas ya que no pueden existir por sí mismos, se dan por medio de una manifestación colectiva de la materia. Estas cuasipartículas han ayudado a describir propiedades de materiales sólidos y líquidos, porque pueden interactuar con los electrones (una colisión de dos partículas). El calor es una vibración de atomos, por lo tanto los fonones se pueden separar en los que producen sonido (los de baja frecuencia) y los que producen calor (alta frecuencia). Ley de Fourier en Fonones La temperatura no puede ser definida en nanopartículas. Cuando se encuentran dos temperaturas distintas, los fonones interactúan con ellas y así se puede definir una temperatura equivalente. En la ley de Fourier se habla de la difusión, que puede explicar el origen de los fonones que determina su densidad de energía espectral, donde el transporte de calor no es tan importante. Para el caso del transporte total de difusión y el transporte total balístico, depende del flujo de la trayectoria de los fonones, la cual matemáticamente se puede obtener mediante la ecuación de transporte de Boltzmann. La falla de la ley de Fourier está dada en la conductividad térmica de nanoestructuras. 1 (Avilés)
- 2. Transferencia de calor en nanoestructuras “La vía térmica a partir de una nanopartícula caliente a temperatura ambiente depende del acoplamiento del espectro de fonones de nanopartículas con el medio circundante y depende de la relación entre el diámetro de las nanopartículas y el fonón en el medio libre que los rodea”. Implicaciones Tecnológicas Algunos ejemplos de la tecnología donde se puede implementar el estudio de los fonones es en el diseño de celulares, celdas solares, microprocesadores, etc. En la tecnología es fundamental la disipación de calor, por lo tanto es importante en nanoestructuras la disipación de calor para el desarrollo de la nanotecnología. Los fonones reducen la temperatura de una región caliente a una fría. Otra posibilidad es el utilizar los efectos a nanoescala en materiales heterogéneos para el diseño de una baja conductividad térmica. Fuentes de Información Avilés, G. M. (s.f.). Fonones: Cuasipartículas de calor y sonido. Recuperado el 24 de Abril de 2014, de http://www.cienciorama.ccadet.unam.mx/articulos_extensos/283_extenso.pdf Calderón, E., Villareal, M. A., Fernandez, B., Salas, M., Pérez, J., & Nieves, L. (Diciembre de 2013). Propiedades ópticas del sistema semiconductor Cu2(1-x)Ag2xGeSe3. Recuperado el 24 de Abril de 2014, de http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S0255- 69522013000200012&script=sci_arttext Latino-Americana, U. F. (s.f.). Transferencia de Calor en Sistemas Nanoestructurados. Recuperado el 25 de Abril de 2014, de http://unila.edu.br/sites/default/files/files/Jorge%20Ramon %20Galeano%20Cabral.pdf Nave, M. O. (s.f.). HyperPhysics. Recuperado el 24 de Abril de 2014, de http://hyperphysics.phy- astr.gsu.edu/hbasees/solids/phonon.html