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表面共振圆环结构对Si纳米线热传导的调控

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利用声子的波动性,在纳米线表面引入共振结构,可以有效阻碍声子输运.为进一步优化共振结构,本文基于平衡态分子动力学(EMD)方法,研究表面共振圆环结构的高度和宽度对Si纳米线热输运性质的影响.结果表明:随着共振圆环高度的增加,Si纳米线的热导率逐渐减小,最大减幅可达61.9％.当高度达到2nm以后,热导率基本不再变化.共振圆环宽度则对热导率的影响较小.声子色散关系中出现的平带,证实了共振圆环引起的声子共振效应;最低共振频率的变化说明了共振圆环中的声子波长决定了共振圆环高度对纳米线热导率的最大影响程度.研究进一步发现,随着共振圆环高度的增加,声学支声子对热导率贡献的比重变小.本文研究结果对高效热电材料和隔热材料的微纳结构设计提供了一种新的思路.
Regulation of thermal transport of Si nanowires by surface annulus phonon resonators

孙博、熊世云、张定波、曹增强、陈元正、王辉、王红艳、倪宇翔

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西南交通大学物理科学与技术学院,成都611700

苏州大学功能纳米与软物质实验室,苏州纳米科技协同创新中心,苏州215123

Si纳米线 热输运 分子动力学 声子共振效应

国家自然科学基金

11774294

2022

10.19855/j.1000-0364.2022.052003

原子与分子物理学报
四川大学,四川省物理学会,中国物理学会原子与分子物理专业委员会

原子与分子物理学报

北大核心
影响因子：0.296
ISSN：1000-0364
年,卷(期)：2022.39(5)
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