이곳은 개발을 위한 베타 사이트 입니다.기여내역은 언제든 초기화될 수 있으며, 예기치 못한 오류가 발생할 수 있습니다. 문서 보기문서 편집수정 내역 포논 (덤프버전으로 되돌리기) [include(틀:응집물질물리학)] [목차] == 개요 == 음향 양자, 또는 영어로 포논(phonon)은 [[결정]]의 격자의 진동을 [[준입자]] 개념으로 설명한 것이다. 그리스어로 소리를 뜻하는 포네(φωνή)에 입자(particle)를 뜻하는 어미인 논(-non)을 붙여 만든 단어다. 결정 내부의 원자들은 [[전자기력]]으로 서로 상호작용을 한다. 결정 안에 있는 모든 원자에 의한 상호작용을 고려할 경우 결정의 성질을 계산하기가 매우 어렵다. 대신 원자의 이웃한 격자점 간의 상호작용만 고려하여도 결정의 성질을 어느정도 잘 설명할 수 있다. 이 설명을 좀 더 간단하게 하기 위해서 긴 고무줄 위에 공이 일정한 간격으로 늘어서 있다고 가정하자. 이 경우 공이 바로 격자점이 되는 것이고 공과 고무줄은 결정 전체를 뜻한다. 이때 공 하나를 잡고 왼쪽이나 오른쪽으로 당기고 놓게 되면 고무줄의 [[탄성력]]에 의해 건드린 공은 좌우로 흔들리게 된다. 그러나 그 흔들리는 공의 바로 옆에 있는 공들도 마찬가지로 진동으로 인해 흔들릴 것이고, 곧 고무줄 위에 있는 공 전체가 좌우로 흔들릴 것이다. 이러한 격자 내 진동을 그 점에서의 정상파로 표현하게 되면 [[양자역학]]에 따라 정상파들이 가질 수 있는 배열(configuration) 조합이 [[2차 양자화]]되어 있다는 사실을 확인할 수 있다. [[전자기파]]의 양자화된 알갱이를 [[광자]]라 하는 것처럼, 이 양자화된 역학적 진동이 바로 포논의 정체이다. == 상세 == 포논은 결정이 가진 열에너지가 어떤 식으로 퍼져나가는지 설명하는데 가장 중요한 역할을 한다. 결정 내에서 열에너지는 위에서 설명한 고무줄과 공의 예시처럼, 열에너지가 포논으로 바뀌어서 결정 전체로 퍼져나가는 현상을 서술할 수 있게 된다. 결정의 열전도를 설명하는데 포논은 빼놓을 수 없다. 포논은 [[보스 - 아인슈타인 분포]]를 따르는 [[보손]]입자이다. 파울리 배타원리를 따르지 않기 때문에 어떤 계 내의 포논들이 동일한 상태를 갖는 것이 가능하다. 또, 포논의 숫자를 보존하는 대칭성이 없기 때문에 격자내의 포논 밀도 혹은 숫자는 온도와 상태밀도 따라 결정된다. 따라서 계가 바닥상태가 되는 [[절대영도]]에서는 포논이 존재하지 않는다. 금속 내부의 포논은 자유전자와 산란을 일으켜 자유전자의 흐름을 방해한다. 따라서 금속의 온도가 올라 포논의 밀도가 증가하면 전기 저항이 커지게 된다. 포논과 자유전자의 산란은 [[자유 전자 모형]]에서 예측한 비저항이 실제 값과 달라지게 되는 요인 중 하나이기도 하다. [[분류:물리학]]캡챠되돌리기