解耦纳米尺度热输运中的声子通道
材料科学
2021-08-25 v1
摘要
声子表面散射一直是纳米尺度结构与器件热输运工程的核心。本文证明，该声子路径仅在低于某一特征尺寸相关温度时才作为唯一机制。高于此温度时，晶格声子散射与表面效应共存。通过在纳米线中人工控制原子级质量无序与晶格动力学而不影响其形貌、结晶度、化学成分及电子性质，我们绘制了温度-热导率-直径三参数空间，并解耦了主要声子散射机制。这导致我们确定了临界温度，在该温度下晶格质量无序对热导率的影响被抑制到声子输运完全由表面主导的程度。本文基于 Landauer-Dutta-Lundstrom 近平衡输运模型讨论了这一行为。所建立的框架为推进半导体纳米系统中声子与热输运的设计和建模提供了必要输入。
引用
@article{arxiv.2007.04306,
title = {Disentangling Phonon Channels in Nanoscale Thermal Transport},
author = {Samik Mukherjee and Marcin Wajs and Maria de la Mata and Uri Givan and Stephan Senz and Jordi Arbiol and Sebastien Francoeur and Oussama Moutanabbir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.04306},
year = {2021}
}
备注
12 pages text, 4 Figures, 13 pages Supplementary Information