¿Por qué la conductancia metálica disminuye con la temperatura?

Hay dos razones para la conductancia en sólido:

1- movilidad de electrones libres (en el caso de metales)

2- vibración de celosía (en caso de aislantes)

En el caso de los metales: – Los electrones en el metal son electrones deslocalizados y son electrones que se mueven libremente, por lo que cuando ganan energía (calor) vibran más rápido y pueden moverse, esto significa que pueden transmitir la energía más rápidamente.

Pero a medida que aumenta la temperatura, la vibración reticular también aumenta, esta vibración crea un obstáculo para el movimiento de los electrones.

Es justo decir que las vibraciones reticulares dispersan electrones disminuyendo la conductividad eléctrica y disminuyendo su contribución a la conductividad térmica. Sin embargo, la ley de Wiedemann-Franz tiene un factor adicional de T (temperatura absoluta) en la relación de conductividad térmica a conductividad eléctrica. Por lo tanto, si la conductividad térmica aumenta o disminuye a medida que aumenta T, depende de qué tan rápido disminuya la conductividad eléctrica. Si la dispersión de impurezas es más importante que la dispersión de fonones, la conductividad térmica aumenta a medida que aumenta T.

La conductancia metálica a temperaturas normales es como Ussain Bolt corriendo en los Juegos Olímpicos con su máxima energía pero de manera ordenada.

A temperaturas más altas, es como si Ussain Bolt estuviera explotando con una bomba en el estadio olímpico lleno de miles de espectadores y todos están bajo el caos.

El nivel de energía de la red (audiencia) es muy importante aquí. La colisión de Bolt (electrón) con la red perturbará su camino (obstáculo) y, por lo tanto, ya no será parte de la conductancia.