梯度晶粒结构驱动CVD金刚石膜中的热整流
介观与纳米尺度物理
2018-04-04 v2
摘要
作为声子学的基本组件之一，热二极管以类似于微电子学中电子整流器和二极管的方式非对称地传输热流。热量可轻易沿一个方向传导，而在另一方向被阻挡。本工作中，我们报道了一种易于制备的介观尺度化学气相沉积（CVD）金刚石热二极管，其由CVD金刚石膜的梯度晶粒结构驱动，无需剧烈温度变化。我们建立了具有完整声子色散关系的金刚石热导率谱模型，以展示CVD金刚石膜中显著的热整流。为解释观测到的热整流，研究了CVD金刚石膜中的温度与热导率分布。此外，讨论了温度偏置与金刚石膜厚度的影响，这为调控CVD金刚石膜中的热整流提供了思路。锥形晶粒结构使CVD金刚石膜，以及潜在的其他具有梯度晶粒结构的CVD薄膜结构，成为无需剧烈温度变化的易制备介观尺度热二极管的优异候选。
引用
@article{arxiv.1712.07025,
title = {Thermal Rectification in CVD Diamond Membranes Driven by Gradient Grain Structure},
author = {Zhe Cheng and Brian M. Foley and Thomas Bougher and Luke Yates and Baratunde A. Cola and Samuel Graham},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.07025},
year = {2018}
}