体半导体晶体的动态晶格热导率、Shastry 求和规则与第二声

本文讨论了体立方半导体晶体动态晶格热导率 k(W) 的基本行为。该计算方法基于在动态温度梯度激发后在频域内求解 Boltzmann-Peierls 声子输运方程，采用单弛豫时间近似并使用修正的 Debye-Callaway 模型。我们的模型给出了 k(W) 的紧凑表达式，该表达式捕捉了声子动态热传导的主导行为。该表达式满足因果性要求，并在实时空域内导出热流密度与温度梯度之间的卷积型关系，与 Gurtin-Pipkin 理论一致。通过改变环境温度以及不同的内禀和外禀参数（包括嵌入半导体纳米颗粒作为外禀声子散射中心的效应），研究了 k(W) 的动态行为。本文还在 Boltzmann 理论框架下研究了 Shastry 求和规则的适用性以及第二声存在和传播的可能性。