二维固体中从声子传播到热跳跃的机制转变
材料科学
2015-08-13 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
随着无序程度的增加，固体中的热传输本质从遭受微扰散射的声子传播转变为局域振动模式之间的热激活跳跃。已有模型被提出以理解这两个截然不同的极端情况，它们预测了热导率具有相反的温度依赖性，但尚未有模型描述这种转变或中间区域。在此，我们通过进行原子级模拟以及基于动力学理论和 Allen-Feldman 理论的分析，探索了具有不同无序程度 {\alpha} 的二维晶态和非晶态二氧化硅中的热传输。我们证明了在 {\alpha} ~ 0.3 处晶态与非晶态区域之间存在交叉，这可以通过热导率温度依赖性的反转来识别，并由热跳跃过程的主导地位来解释。这一临界无序程度的确定也通过局域振动模式的参与比和热流的空间局域化分析得到了验证。这些因素可以作为表征热传输机制转变的关键指标。
引用
@article{arxiv.1508.02443,
title = {Mechanistic Transition from Phonon Propagation to Thermal Hopping in Two-Dimensional Solids},
author = {Yanlei Wang and Zhigong Song and Zhiping Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.02443},
year = {2015}
}