什麼是Umklapp過程
動量總和改變一個倒晶格向量的聲子間散射。會抵消熱流，是高溫下絕緣體熱導率下降的主要原因。
日文名稱: ウムクラップ過程
「Umklapp過程」出現在1領域的1道練習題中（材料的熱性質等）。
這個名詞所屬的領域: 材料的熱性質
正常過程與Umklapp過程
在聲子之間的碰撞中，2個聲子合為1個，或1個分成2個。此時能量守恆，但波向量（晶體動量）的總和可以改變一個倒晶格向量 G。總和照樣守恆的 k₁ + k₂ = k₃ 碰撞稱為正常過程（N過程），k₁ + k₂ = k₃ + G 的碰撞稱為Umklapp過程（U過程）。Umklapp在德文中是「翻轉」的意思，表示產生的聲子方向接近與原本的流動相反。這是Peierls在1929年提出的概念。
為什麼會產生熱阻
在正常過程中，全體聲子的晶體動量總和不變，因此沿熱流方向排列的聲子群，即使互相碰撞也能保持這個流動。所以只有正常過程時，熱導率會成為無限大。在Umklapp過程中，總和改變一個倒晶格向量，流動方向的晶體動量會失去，因此熱的流動受到妨礙。也就是說，沒有缺陷的絕緣體晶體之所以具有有限的熱導率，主要是因為Umklapp過程。正常過程則扮演重新分配聲子、幫助Umklapp過程與缺陷散射的角色。
隨溫度的變化
要發生Umklapp過程，碰撞的聲子必須具有接近布里淵區邊界大小的波數，以能量而言約為 kθD/2 的程度。高溫下這樣的聲子很多，聲子數與溫度成正比增加，因此熱導率大約以 1/T 下降。降低溫度時，這樣的聲子數大約以 exp(−θD/2T) 的形式急遽減少，因此熱導率急遽變大。在更低的溫度，聲子的平均自由徑受試樣大小或晶界間距限制而達到上限，熱導率隨比熱一起下降，因此中間會出現極大值。
高熱導率與低熱導率材料的設計
Umklapp過程發生的難易，由原子間位能非簡諧性的強弱與聲子能量的大小決定。原子輕、鍵結強、非簡諧性小的晶體，室溫的熱導率越高，鑽石、立方氮化硼、碳化矽等就是例子。反之，在熱電材料中，會選擇具有重原子或非簡諧性強之鍵結的晶體來加強Umklapp過程，再以奈米結構或點缺陷散射聲子，降低晶格熱導率。也已知使同位素一致、減少質量的無序，熱導率會進一步提高。
練習Umklapp過程的題目
絕緣體單晶的晶格熱導率，在與德拜溫度相當或更高的溫度下，溫度升高時大約與 1/T 成正比而下降。主要原因為下列何者？
- A超過德拜溫度後比熱與溫度成反比下降，聲子傳遞的熱減少
- B聲子數增加，動量總和不守恆的聲子間散射（Umklapp過程）增加
- C溫度升高使晶格膨脹，聲子在晶體表面與晶界的散射增加，平均自由徑變短
常見問題
Umklapp過程與正常過程有什麼不同？
兩者都是聲子之間的碰撞，但在正常過程中波向量的總和守恆，在Umklapp過程中總和改變一個倒晶格向量。直接妨礙熱流、成為熱阻原因的，是Umklapp過程。
冷卻高純度的晶體時，熱導率為什麼會上升？
因為溫度下降時，能引起Umklapp過程的高能量聲子急遽減少，聲子的平均自由徑變長。不過再繼續冷卻，平均自由徑會受試樣大小限制而達到上限，比熱變小的效果占優勢，熱導率就會下降。
Umklapp過程也與金屬的電阻有關嗎？
有關。電子被聲子散射時，也有波數總和改變一個倒晶格向量的過程，能大幅改變電子的動量，因此會影響金屬的電阻，特別是低溫下電阻的溫度變化。
解析中的「Umklapp過程」
聲子之間的碰撞中，動量總和守恆的正常過程幾乎不妨礙熱的流動；動量總和改變一個倒晶格向量的Umklapp過程（倒逆過程），則會朝抵消熱流的方向作用，成為熱阻的主要原因。
絕緣體單晶的晶格熱導率，在與德拜溫度相當或更高的溫度下，溫度升高時大約與 1/T 成正比而下降。主要原因為下列何者？