Вышедшие номера
Теплопроводность SiC: расчет изотопического эффекта из первых принципов
Переводная версия: 10.21883/PSS.2023.06.56120.62
Чернодубов Д.А. 1, Инюшкин А.В. 1
1Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: Chernodubov_DA@nrcki.ru
Поступила в редакцию: 14 апреля 2023 г.
В окончательной редакции: 14 апреля 2023 г.
Принята к печати: 6 мая 2023 г.
Выставление онлайн: 31 мая 2023 г.

В рамках первопринципного подхода проведен расчет температурной зависимости теплопроводности kappa(T) кристалла гексагонального карбида кремния политипа 2H-SiC для ориентации теплового потока в базисной плоскости и вдоль гексагональной оси c в диапазоне температур от 100 до 500 K. Рассмотрено влияние изотопического беспорядка по кремнию и углероду на теплопроводность. Найдено, что при температуре 300 K теплопроводность изотопически чистого 2H-SiC, содержащего 100% 28Si и 100% 12C, больше, чем кристаллов с природной композицией изотопов кремния и углерода, на 15.2% и 12.4% для направлений вдоль и поперек базисной плоскости соответственно. Для кристаллов с природной смесью изотопов углерода natC изотопический эффект по кремнию составляет 14.5% и 11.9% для этих направлений. Ключевые слова: монокристалл, теплопроводность, карбид кремния, первопринципные расчеты.
  1. D.T. Morelli, G.A. Slack. In: High Thermal Conductivity Materials / Ed. S.L. Shinde, J.S. Goela. Springer, N. Y. (2006). P. 37--68
  2. S.E. Saddow, A.K. Agarwal. Advances in Silicon Carbide Processing and Applications. Artech House, Inc., Boston, London (2004). 212 p
  3. J.S. Goela, N.E. Brese, L.E. Burns, M.A. Pickering. In: High Thermal Conductivity Materials / Ed. S.L. Shinde, J.S. Goela. Springer, N. Y. (2006). P. 167--198
  4. A.P. Zhernov, A.V. Inyushkin. Phys..Usp. 45, 527 (2002)
  5. T.R. Anthony, W.F. Banholzer, J.F. Fleischer, L. Wei, P.K. Kuo, R.L. Thomas, R.W. Pryor. Phys. Rev. B 42, 1104 (1990)
  6. L. Wei, P.K. Kuo, R.L. Thomas, T.R. Anthony, W.F. Banholzer. Phys. Rev. Lett. 70, 3764 (1993)
  7. A.A. Каминский, В.Г. Ральченко, Х. Ёнеда, А.П. Большаков, А.В. Инюшкин. Письма в ЖЭТФ 104, 356 (2016)
  8. А.В. Гусев, А.М. Гибин, О.Н. Морозкин, В.А. Гавва, А.В. Митин. Неорган. материалы 38, 1305 (2002)
  9. A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, A.M. Gibin, A.V. Gusev, H.-J. Pohl. Phys. Status Solidi C 1, 2995 (2004)
  10. A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, I.J.W. Ager, E.E. Haller, H. Riemann, N.V. Abrosimov, H.-J. Pohl, P. Becker. J. Appl. Phys. 123, 095112 (2018)
  11. B. Lundqvist, P. Raad, M. Yazdanfar, P. Stenberg, R. Liljedahl, P. Komarov, N. Rorsman, J. Ager, O. Kordina, I. Ivanov, E. Janzen. 19th Int. Workshop on Thermal Investigations of ICs and Systems (THERMINIC). (2013). 58-61 p
  12. D.T. Morelli, J.P. Heremans, G.A. Slack. Phys. Rev. B 66, 195304 (2002)
  13. D.A. Broido, M. Malorny, G. Birner, N. Mingo, D.A. Stewart. Appl. Phys. Lett. 91, 231922 (2007)
  14. L. Lindsay, D.A. Broido, T.L. Reinecke. Phys. Rev. B 87, 165201 (2013)
  15. N.H. Protik, A. Katre, L. Lindsay, J. Carrete, N. Mingo, D. Broido. Mater. Today Phys. 1, 31 (2017)
  16. N.K. Ravichandran, D. Broido. Phys. Rev. B 98, 085205 (2018)
  17. N.K. Ravichandran, D. Broido. Nat. Commun. 10, 827 (2019)
  18. M. Fava, N.H. Protik, C. Li, N.K. Ravichandran, J. Carrete, A. van Roekeghem, G.K.H. Madsen, N. Mingo, D. Broido. npj Comput. Mater. 7, 54 (2021)
  19. W. Li, J. Carrete, N.A. Katcho, N. Mingo. Comput. Phys. Commun. 185, 1747 (2014)
  20. Y. Xie, J. Vandermause, S. Ramakers, N.H. Protik, A. Johansson, B. Kozinsky. npj Comput. Mater. 9, 36. (2022)
  21. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme, O. Bunau, M.B. Nardelli, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, M. Cococcioni, N. Colonna, I. Carnimeo, A.D. Corso, S. de Gironcoli, P. Delugas, R.A. DiStasio, A. Ferretti, A. Floris, G. Fratesi, G. Fugallo, R. Gebauer, U. Gerstmann, F. Giustino, T. Gorni, J. Jia, M. Kawamura, H.-Y. Ko, A. Kokalj, E. Kucukbenli, M. Lazzeri, M. Marsili, N. Marzari, F. Mauri, N.L. Nguyen, H.-V.Nguyen, A.O. de-la Roza, L. Paulatto, S. Ponce, D. Rocca, R. Sabatini, B. Santra, M. Schlipf, A.P. Seitsonen, A. Smogunov, I. Timrov, T. Thonhauser, P. Umari, N. Vast, X. Wu, S. Baroni. J. Phys. Condens. Matter 29, 465901 (2017)
  22. S. Tamura. Phys. Rev. B 30, 849 (1984)
  23. A.P. Zhernov, A.V. Inyushkin. Phys. Usp. 44, 785 (2001)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.