Al1-xScxN 薄膜中的声子热传导
材料科学
2021-02-26 v1 应用物理
摘要
氮化铝钪合金（Al1-xScxN）被视为用于无线通信系统高性能声学器件的一种有前景的材料。声子散射与热传导过程支配着声学谐振器中的能量耗散，最终决定其性能品质。本工作首次报道了 Sc 含量（x）高达 0.26 的 Al1-xScxN 合金中的声子散射过程与热导率。测得的热导率随 x 增大呈下降趋势。温度依赖测量显示，在低于 200 K 的温度下热导率随温度升高而增大，随后在更高温度（T > 200 K）下趋于平台。应用虚拟晶体声子传导模型，使我们能够阐明边界散射与合金散射对观测热导率行为的影响。我们进一步证明，合金散射主要由应变场差异引起，而非 ScN 与 AlN 之间的原子质量差异，这与已被充分研究的 Al1-xGaxN 与 SixGe1-x 合金体系形成对比，后者的合金散射由原子质量差异主导。本工作研究并提供了 Al1-xScxN 中声子散射与热导率的定量认识，为未来材料研究与声学器件设计铺平道路。
引用
@article{arxiv.2102.12673,
title = {Phonon heat conduction in Al1-xScxN thin films},
author = {Chao Yuan and Mingyo Park and Yue Zheng and Jingjing Shi and Rytis Dargis and Samuel Graham and Azadeh Ansari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.12673},
year = {2021}
}