4.3. Ballistische Phononenpulse

4.3. Ballistische Phononen 4.3.1. Phononen Fokussierung 191Fig. 4.30 zeigt einen experimentellen Aufbau zum Nachweis derPhononenfokussierung. Mit einem Laser werden an der Oberseite einer Si-ProbeWärmepulse erzeugt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Probe befindet sich einDetektor (z.B. SL nahe bei T c ), der ankommende Wärmepulse registriert. DieRichtung der Energieausbreitung wird durch 2-dimensionales Abrastern derOberseite mit dem Laserstrahl variiert, während das jeweilige Detektorsignalregistriert wird. Das entsprechende Intensitätsmuster wird mit Hilfe eines Monitorsdargestellt.Fig. 4.30 Experimenteller Aufbau zur Bestimmung der Vorzugsrichtungen des Energiestroms.Das Ergebnis einer solchen Messung zeigt Fig. 4.31. Als Probe wurde ein Si-Würfelverwendet, dessen Vorderseite und zwei Seitenflächen abgerastert wurden. Im Bildist ebenfalls die würfelförmige Struktur zu erkennen. Die Vorderfläche (100) zeigteine vierzählige Symmetrie. Die Seitenflächen (011) weisen eine 2-zähligeSymmetrie auf. Besonders in 100-Richtung ist die Bündelung sehr ausgeprägt.Fig. 4.31: Experimentell bestimmte Vorzugsrichtungen des Energiestroms in einem Si-WürfelFazit: Für Wärmeleitungsexperimente muß die Vorzugsrichtung des Energiestromsmit berücksichtigt werden. Dies gilt jedoch nur für tiefe Temperaturen. Bei höherenTemperaturen treten Normalprozesse in Erscheinung, die das Bild verschmieren.Solche Wärmepulse sind auch für die Klärung des Kapitza-Widerstandes geeignet.Aus diesem Grund soll im nächsten Kapitel nochmals auf den Kapitza-Widerstandeingegangen werden.