サファイアファイバーの熱伝導率と表面についた傷との定量的関係


2003年6月17日: 



左の写真は東さんが数十年前の微分干渉顕微鏡を覗いている所。 左から2番目の写真は、サファイアファイバーをダイアモンドペーストで傷をつけたものを微分干渉顕微鏡で見たもの。左から3番目からは別のサンプルを光学顕微鏡で見たもの。傷は同様にダイアモンドペーストでつけたもの。

熱伝導率は、ファイバー中のフォノンの散乱の平均自由行程に比例します。
(熱伝導率=(1/3)×比熱×速度×平均自由行程)ファイバーに傷があるものは、表面を磨いたものより熱伝導が悪いことがわかっています。ファイバーに傷がつくことによって、傷の部分にきたフォノンは散乱されずにフォノンの平均自由行程を減少させていることが予想されます。熱伝導率が減少することはすでに論文(都丸その他)になっていますが、傷の大きさによって熱伝導率がどう変化するか研究中です。