导致纳米多孔 Si 中热导率降低的热流反关联效应
介观与纳米尺度物理
2020-12-02 v1
摘要
主流的纳米结构化策略聚焦于增强声子散射并降低全谱声子的平均自由程。例如在纳米多孔 Si 材料中，边界散射急剧降低热导率。本工作中，我们辨识出一种不寻常的镜面声子散射反关联效应，对于特定纳米多孔几何结构，其可带来高达约 80% 的额外热导率降低。我们进一步发现证据表明，该效应起源于具有窄颈的大孔之间的热捕获。当热量被困于孔隙之间，声子经历多次镜面反射，从而其对热导率的贡献被部分抵消。我们发现该效应在低温下依赖于波矢。我们利用大规模分子动力学模拟、波包分析以及解析模型来阐明反关联效应，评估其对热导率的影响，并详述如何调控该效应以操纵纳米多孔材料中的声子输运。
引用
@article{arxiv.2011.03404,
title = {Heat current anticorrelation effects leading to thermal conductivity reduction in nanoporous Si},
author = {Laura de Sousa Oliveira and S. Aria Hosseini and Alex Greaney and Neophytos Neophytou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.03404},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 5 figures