金属硅化物-硅界面的热传输：第一性原理计算与Green's函数输运模拟
介观与纳米尺度物理
2017-03-01 v3
摘要
在本工作中，我们结合使用密度泛函理论框架下的第一性原理计算和采用原子Green's函数（AGF）方法的热输运模拟，以定量预测不同散射机制对外延CoSi-Si界面热界面电导的贡献。本研究的一个重要进展是利用密度泛函微扰理论（DFPT）直接计算界面键合，从而避免了使用常用的“混合规则”从体材料力常数获取跨界面力常数。另一项重要的算法进展是将递归Green's函数（RGF）方法与Büttiker探针散射相结合，实现了对非弹性声子散射及其对热界面电导贡献的高效计算模拟。电子-声子耦合的第一性原理计算表明，金属电子与半导体中原子振动之间的跨界面能量传递由延伸至界面两侧的离域声学声子模式介导，而局限于界面半导体区域内的声子模式与金属中电子的耦合可忽略不计。我们还利用时域热反射技术，对模拟预测与外延CoSi-Si界面热界面电导的实验测量结果进行了直接比较。重要的是，在宽温度范围内进行的实验结果仅与包含所有输运过程的预测吻合良好：弹性和非弹性声子散射、金属中的电子-声子耦合以及跨界面的电子-声子耦合。
引用
@article{arxiv.1609.03063,
title = {Thermal Transport Across Metal Silicide-Silicon Interfaces: First-Principles Calculations and Green's Function Transport Simulations},
author = {Sridhar Sadasivam and Ning Ye and James Charles and Kai Miao and Joseph P. Feser and Tillmann Kubis and Timothy S. Fisher},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.03063},
year = {2017}
}