절연체 단결정의 격자 열전도율은 디바이 온도와 같은 정도 이상의 온도에서는 온도를 올리면 대략 1/T에 비례하여 낮아진다. 주된 이유는 무엇인가?

정답: B. 포논의 수가 늘어나, 운동량이 보존되지 않는 포논끼리의 산란(움클랍 과정)이 늘기 때문

포논끼리의 충돌 가운데 운동량의 합이 보존되는 정상 과정은 열의 흐름을 거의 방해하지 않지만, 운동량의 합이 역격자 벡터만큼 바뀌는 움클랍 과정은 열 흐름을 상쇄하는 방향으로 작용하여 열저항의 주된 원인이 됩니다. 고온에서는 포논의 수가 온도에 비례하여 늘어나므로 평균 자유 행로는 대략 1/T로 짧아지고, 비열은 거의 일정하므로 κ ∝ 1/T가 됩니다. 디바이 온도보다 높은 온도에서는 원자 1 mol당 비열이 거의 3R로 일정하며, 비열이 크게 낮아지는 것은 오히려 저온 쪽입니다. 표면이나 결정립계에서의 산란은 온도에 거의 관계없으며, 포논의 평균 자유 행로가 길어지는 극저온에서 지배적인 산란으로, 그 영역에서는 κ가 비열과 마찬가지로 온도와 함께 작아집니다.