作为摩擦效应的纳米结构中的 Boltzmann 输运

随着长度尺度减小或温度降低，表面散射成为介电晶体中热输运的关键限制因素。为了解释这一现象，通常假设热载流子的平均自由程受限于晶体尺寸，且热导率的降低与该平均自由程成正比。我们在此表明，这些结论依赖于简化假设和近似的输运模型。相反，从 relaxon 基下的线性化 Boltzmann 输运方程出发，我们展示了如何将该问题简化为一组解耦的线性微分方程。随后，热流可以被解释为一种流体力学现象，其中 relaxon 气体在表面附近因摩擦效应而减速，类似于管道中粘性流体的流动。作为示例，我们研究了单层二硫化钼的带状和沟槽结构，描述了重建样品内部温度和热导率分布的过程，并展示了如何评估纳米结构化的影响。该方法具有通用性，可扩展至其他输运载流子（如电子），或扩展至更高维度的材料和不同几何形状（如薄膜）。