α-GaN 中的套娃声子孪生
材料科学
2021-10-15 v1
摘要
理解晶格动力学对于高功率电子器件中的有效热管理至关重要，因为在大多数半导体中声子主导热传输。本研究利用互补的非弹性 X 射线和中子散射技术，报道了最重要的第三代功率半导体之一 α-GaN 的温度依赖声子动力学。借助散射工具发现了显著的套娃声子色散，并通过第一性原理计算予以确认。这种贯穿三维倒易空间的套娃孪生，通过产生丰富的三声子散射通道并将受影响模式的声子寿命削减 50% 以上，被证明可放大相关声子模式的非谐性。这种声子拓扑有效促成了面内热传输的降低，从而导致了 α-GaN 的各向异性热导率。该结果不仅对 α-GaN 热性能及其他声子相关特性的工程调控具有重要意义，也为异常声子拓扑在其他技术重要半导体热传输中的作用提供了有价值的见解。
引用
@article{arxiv.2106.10922,
title = {Matryoshka Phonon Twinning in alpha-GaN},
author = {Bin Wei and Qingan Cai and Qiyang Sun and Yaokun Su and Ayman H. Said and Douglas L. Abernathy and Jiawang Hong and Chen Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10922},
year = {2021}
}
备注
34 pages, 15 figures