瞬态热光栅衰减中非扩散声子输运的起始
材料科学
2011-12-12 v2
摘要
本文从理论上研究了介电晶体在温度等于或高于德拜温度时，空间正弦温度微扰的弛豫过程。我们假设对热容有贡献的大多数声子的平均自由程(MFP)远小于热输运距离，并且可以用热扩散模型来描述。MFP与光栅周期相当或更长的低频声子则用玻尔兹曼输运方程来描述。假设这些低频声子与高频声子的热库发生相互作用，但彼此之间不发生相互作用。在单模弛豫时间近似下，获得了热光栅弛豫率的分析表达式。我们表明，与长距离热输运中的贡献相比，具有长MFP的“弹道”声子对支配光栅衰减的有效热导率的贡献受到了抑制。研究发现，在室温下，当光栅周期长达10微米时，硅的有效热导率的降低是显著的。
引用
@article{arxiv.1108.3770,
title = {Onset of non-diffusive phonon transport in transient thermal grating decay},
author = {A. A. Maznev and Jeremy A. Johnson and Keith A. Nelson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.3770},
year = {2011}
}