绝缘衬底上金属性单壁碳纳米管的电学和热输运
介观与纳米尺度物理
2009-11-11 v2 材料科学
摘要
我们分析了绝缘衬底上金属性单壁碳纳米管（SWNTs）在偏压范围内直至空气中电击穿的输运。为了考虑焦耳自热，我们将依赖于温度的Landauer电输运模型与沿纳米管的热传导方程耦合。发现空气中SWNT的电击穿电压与其长度线性相关，约为5 V/μm；我们利用这一点推导出SWNT与衬底之间的热导g ~ 0.17 ± 0.03 W/K/m（每单位管长），这似乎受限于SWNT-衬底界面而非衬底本身的热性质。我们研究了限制电子输运的声子散射机制，发现光学声子吸收率的强温度依赖性对微米长度纳米管的电阻有显著影响。进一步分析表明，与典型金属不同，在室温附近，电子对金属性纳米管总热导率的贡献小于15%，并且这种贡献在高偏压或更高温度下会减小。对于金属性SWNT的互连应用，如果功率密度限制在5 μW/μm以下，或者优化SWNT周围的热界面，则可以避免显著的自热。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0609075,
title = {Electrical and Thermal Transport in Metallic Single-Wall Carbon Nanotubes on Insulating Substrates},
author = {Eric Pop and David Mann and Kenneth Goodson and Hongjie Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0609075},
year = {2009}
}
备注
accepted for publication in J. Appl. Phys. (2007)