六方氮化硼/石墨烯异质结构中的热边界 conductance 与声子透射
介观与纳米尺度物理
2019-10-01 v1
摘要
现代微电子器件中功率密度的增加导致了热管理挑战，可能造成性能与可靠性的退化。在许多高功率电子器件中，功耗与散热受限于异质材料界面的热边界 conductance（TBC）。石墨烯与六方氮化硼（h-BN）等二维（2D）材料因其独特的物理性质，作为下一代器件中的导体/绝缘体组合引起了关注；然而，必须理解这些材料构成异质结构界面处的热输运，才能准确预测其性能。我们使用时域热反射法（TDTR）估算 h-BN 与石墨烯界面的 TBC 为 35.1 MW/m²-K。我们比较了两种各向异性材料漫射失配模型（DMM）所预测的 h-BN/石墨烯界面声子透射与 TBC。采用在第一布里渊区中心附近与边缘使用两种不同声子速度的逐段各向异性 DMM 模型，能更好地预测声子透射率。声子透射与 TBC 的温度依赖性证实，在实现 A-DMM 与 PWA-DMM 模型时，石墨烯与 h-BN 的 ab 面内弯曲支以及 c 面纵向声学支是主要贡献者。此处所用方法可推广至其他二维材料异质结构。
引用
@article{arxiv.1903.06385,
title = {Thermal boundary conductance and phonon transmission in hexagonal boron nitride/graphene heterostructures},
author = {David B. Brown and Thomas L. Bougher and Xiang Zhang and Pulickel Ajayan and Baratunde A. Cola and Satish Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.06385},
year = {2019}
}