$\beta$-Ga$_2$O$_3$ 中的电阻性与弹道性声子输运
材料科学
2025-08-26 v1
摘要
在10K至300 K的温度范围内，使用3方法测定了单斜-GaO单晶及数m厚同质外延薄膜的各向异性热导率与声子平均自由程（mfp）。在室温下，单晶和同质外延薄膜的实测有效热导率均在20 W/(mK)量级；在30 K以下，其随温度升高而增加，达到1000至2000 W/(mK)的峰值，并在25 K以下按T规律下降。对声子mfp的分析表明，80 K以上声子-声子倒逆散射占主导地位，低于此温度则观察到点缺陷散射的影响。在30 K以下，声子mfp不断增加，直至受到-GaO总样品尺寸的限制。在20 K以下观察到从电阻性到弹道性声子输运的 crossover，且总样品尺寸的边界效应成为主导。这表明同质外延薄膜-衬底界面具有高度的声子透明性。本文分别结合Callaway和Majumdar模型，讨论了-GaO中的电阻性与弹道性声子输运机制。
引用
@article{arxiv.2403.11341,
title = {Resistive and ballistic phonon transport in $\beta$-Ga$_2$O$_3$},
author = {R. Ahrling and R. Mitdank and A. Popp and J. Rehm and A. Akhtar and Z. Galazka and S. F. Fischer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.11341},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 5 figures, plus supplementary material