Издателям
Вышедшие номера
Влияние дисперсии на фокусировку фононов и анизотропию теплопроводности монокристаллов кремния в режиме граничного рассеяния
Кулеев И.И.1, Кулеев И.Г.1, Бахарев С.М.1, Инюшкин А.В.2
1Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
2Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: kuleev@imp.uran.ru
Поступила в редакцию: 26 декабря 2012 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2013 г.

Исследовано влияние дисперсии на фокусировку тепловых фононов и теплопроводность кристаллов кремния в режиме граничного рассеяния. Анализ спектров акустических мод, полученных для кристаллов кремния из данных по неупругому рассеянию нейтронов, показал, что при переходе от длинноволновых к коротковолновым фононам изменяются направления их фокусировки. Это приводит к изменению анизотропии теплопроводности фононов различных поляризаций с увеличением температуры и соответственно к изменению анизотропии полной теплопроводности. Анализ температурной зависимости теплопроводности показал, что наличие протяженных плоских участков спектра поперечных коротковолновых фононов приводит к аномально низким значениям групповой скорости и соответственно к значительному уменьшению их вклада в теплопроводность с повышением температуры. При этом вклад продольных фононов в теплопроводность существенно возрастает и при температурах, больших 110 K становится доминирующим. Работа выполнена по плану РАН в рамках темы N 01.2.006.13395 при поддержке программы ОФН РАН (грант N 12-Т-2-1018), а также гранта ведущей научной школы НШ-6172.2012.2 и фонда "Династия".
  1. A.K. McCurdy, H.J. Maris, C. Erlbaum. Phys. Rev. B 2, 4077 (1970)
  2. B. Taylor, H.J. Maris, C. Erlbaum. Phys. Rev. Lett. 23, 416 (1969)
  3. A.K. McCurdy. Phys. Rev. B 26, 6971 (1982)
  4. H.J. Maris. J. Acoust. Soc. Am. 50, 812 (1971)
  5. M. Lax, V. Narayanamurti. Phys. Rev. B 22, 4876 (1980)
  6. P. Wolfe. Imaging phonons acoustic wave propagation in solids. Cambridge University Press, N. Y. (1998), 411 p
  7. H.B.G. Casimir. Physica 5, 495 (1938)
  8. В.Л. Гуревич. Кинетика фононных систем. Наука, М. (1980).400 с
  9. Б.М. Могилевский, А.Ф. Чудновский. Теплопроводность полупроводников. Наука, М. (1972). 536 с
  10. А.П. Жернов, А.В. Инюшкин. Изотопические эффекты в твердых телах. РНЦ "Курчатовский институт", М. (2001). 216 с
  11. И.И. Кулеев, И.Г. Кулеев, С.М. Бахарев, А.В. Инюшкин. ФТТ 55, 1, 24 (2013)
  12. H. Bilz, W. Kress. Phonon dispersion relations in insulators. Springer Ser. in Solid-State Sci. 10, Springer-Verlag Berlin--Heidelberg--N. Y. (1979). 241 p
  13. G. Nilson, G. Nelin. Phys. Rev. B 6, 3777 (1972)
  14. G. Holland. Phys. Rev. 132, 2461 (1963)
  15. И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев. ЖЭТФ 120, 3(9), 649 (2001); ЖЭТФ 121, 3(9), 558 (2002)
  16. R.A.H. Hamilton, J.E. Parrot. Phys. Rev. 178, 1284 (1969)
  17. J. Zou, A. Balandin. J. Appl. Phys. 89, 2932 (2001)
  18. N. Mingo. Phys. Rev. B 68, 113 308 (2003); N. Mingo, L. Yang, D. Li, A. Majumdar. NanoLett. 3, 1713 (2003)
  19. A.D. McConnell, K.E. Goodson. Ann. Rev. Heat Transfer 14, 128 (2005)
  20. И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев, С.М. Бахарев. ФТТ 53, 8, 1564 (2011)
  21. И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев. ФТТ 49, 3, 422 (2007)
  22. J.J. Hall. Phys. Rev. 161, 756 (1967)
  23. J.P. Harrison, J.P. Pendrys. Phys. Rev. B 7, 3902 (1973)
  24. M.P. Zaitlin, L.M. Scherr, A.C. Anderson. Phys. Rev. B 12, 4487 (1975)
  25. H. Lundt, M. Kerstan, A. Huber, P.O. Hahn. Proc. of 7th Int. Symp. on silicon materials science and technology. The Electrochemical Society, Pennington. N. J. (1994). V. 94. N 10. P. 218
  26. S. Tamura, J.A. Shields, J.P. Wolfe. Phys. Rev. B 44, 3001 (1991)

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.