Фокусировка фононов и особенности фононного транспорта в объёмных и наноструктурированных полупроводниковых кристаллах
И.И. Кулеев, И.Г. Кулеев, С.М. Бахарев
Исследовано влияние фокусировки фононов на фононный транспорт в объёмных и наноструктурированных полупроводниковых кристаллах. дано полное аналитическое решение проблемы диффузного рассеяния фононов на границах образцов конечной длины с круглым, квадратным и прямоугольным сечениями. использование полученных результатов позволило согласовать расчеты теплопроводности с экспериментальными данными, как для объемных кристаллов кремния, так и для кремниевых нанопроводов. Показано, что в интервале температур от 20К до 300К для кремниевых нанопроводов диаметрами порядка 50 нм граничное рассеяние доминирует. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации работы кремниевых микросхем, а также при создании новых полупроводниковых устройств.
Температурные зависимости теплопроводности для объемных образцов кремния с квадратным сечением (a); для кремниевых нанопроводов с круглым сечением (b).
Полный список публикаций по представляемой работе:
- И.И.Кулеев, И.Г.Кулеев, С. М. Бахарев, А. В. Инюшкин. Времена релаксации и длины свободного пробега фононов в режиме граничного рассеяния для монокристаллов кремния. ФТТ 55, 24-35, (2013).
- I.I. Kuleyev, I.G. Kuleyev, S.M. Bakharev, A.V. Inyushkin. Features of phonon transport in silicon rods and thin plates in the boundary scattering regime. The effect of phonon focusing at low temperatures. Physica B 416, 81–87 (2013).
- И.И. Кулеев, И.Г. Кулеев, С.М. Бахарев, А. В. Инюшкин. Влияние дисперсии на фокусировку фононов и анизотропию теплопроводности монокристаллов кремния в режиме граничного рассеяния. ФТТ 55, 1441-1450 (2013).
- I.I. Kuleyev, I.G. Kuleyev, S.M. Bakharev, A.V. Inyushkin. Effect of phonon focusing on the temperature dependence of thermal conductivity of silicon. Physica B, (2013), (в печати).
- И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев, С. М. Бахарев. Фокусировка фононов и температурные зависимости теплопроводности кремниевых нанопроводов. ЖЭТФ, 145, вып. 2,(2014).