多层石墨烯及其他二维晶体中与厚度相关的卡皮查阻力

卡皮查阻力或热边界阻力(TBR)限制了薄膜向其衬底散热，是超薄纳米电子器件热管理的主要因素，并被广泛假定为仅是界面的属性。然而，实验和分子动力学模拟数据表明，多层二维(2D)晶体与其衬底之间的 TBR 随膜厚增加而减小。为解释此厚度依赖性，我们推广了 Ong、Cai 和 Zhang 最近针对单层 2D 晶体的理论 [Phys. Rev. B 94, 165427 (2016)]，该理论源自 Persson、Volokitin 和 Ueba 的理论 [J. Phys.: Condens. Matter 23, 045009 (2011)]，并用其评估裸 $N$ 层石墨烯与 SiO$_{2}$ 之间的 TBR。我们的计算定量地再现了实验和模拟中观察到的 TBR 厚度依赖性及其渐近收敛，并预测少层石墨烯中的低温 TBR 按 $T^{-4}$ 标度。对界面透射系数谱的分析表明，少层石墨烯中 TBR 的降低是由于更高阶弯曲声子支的额外贡献。我们的理论阐明了弯曲声子在衬底导向散热中的作用，并为优化多层 2D 器件的热管理提供了框架。