Второй звук в графите

«Второй звук», то есть перенос тепла фононами, возможность которого была предсказана Ласло Тиссой и Л.Д.Ландау, физики наблюдали в жидком гелии и в некоторых твердых веществах. Расчеты показывали, что второй звук возможен также в графене и графите, причем в широком диапазоне температур. Группа исследователей из Массачусетского технологического института впервые обнаружила второй звук в поликристаллическом графите при температурах 85–150 К. Технология эксперимента была такова. Короткие лазерные импульсы нагревали образец, причем не однородно, а синусоидально по поверхности образца, то есть на поверхности «изображалась» тепловая волна. В обычной ситуации тепло должно было расплыться в образце, нагрев должен был стать однородным, но в данном случае происходило иное. Для мониторинга распространения тепла исследователи наблюдали дифракцию света непрерывного лазера на колебаниях поверхности образца. И оказалось, что область нагрева быстро перемещалась вдоль образца, не изменяя своей ширины. Это говорило о том, что тепло передавалось не обычным диффузионным путем, а волновым образом — посредством второго звука. Данные эксперимента хорошо согласуются с вычислениями. В частности, подтверждено, что скорость второго звука в графите заключена между скоростями медленной и быстрой поперечных звуковых волн. Второй звук, как способ переноса тепла, может иметь значение для охлаждения устройств.

(УФН, 2019, т. 189, с. 386)