基于声子流体力学矩形纳米线的有效热导率
介观与纳米尺度物理
2018-06-05 v2 应用物理
摘要
本文提出了一个具有矩形横截面的纳米线中热输运的数学模型。通过求解具有滑移边界条件的热流 Guyer–Krumhansl 流体动力学方程，得到了纳米线在一系列温度与横截面长宽比下的有效热导率表达式。我们的结果表明，由于边界间的最优间隔，方形纳米线比矩形纳米线更有效地输运热能。然而，研究发现圆形纳米线甚至比方形纳米线更高效，因为横截面中缺乏角，角会在局部降低热流并抑制热传导。通过使用温度依赖的滑移系数，我们表明该模型能够准确捕捉由 Si 纳米线获得的有效热导率的实验数据，证明声子流体动力学是一个强大的框架，即便在室温下也可应用于纳米系统。
引用
@article{arxiv.1805.12401,
title = {Effective thermal conductivity of rectangular nanowires based on phonon hydrodynamics},
author = {Marc Calvo-Schwarzwälder and Matthew G. Hennessy and Pol Torres and Timothy G. Myers and F. Xavier Alvarez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.12401},
year = {2018}
}