Вышедшие номера
Влияние эффекта фононной фокусировки на теплопроводность алмаза
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами, № 23-29-00214
Чернодубов Д.А. 1,2, Инюшкин А.В. 1
1Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
2Московский физико-технический институт, Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: Chernodubov_DA@nrcki.ru
Поступила в редакцию: 9 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 9 октября 2024 г.
Принята к печати: 9 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 31 января 2025 г.

Проведен расчет теплопроводности образцов алмаза при низких температурах с учетом эффекта фононной фокусировки на основе теории МакКарди, Мариса и Элбаума в приближении чисто диффузного граничного рассеяния фононов. Получены данные об эффекте фокусировки для поперечных и продольной фононных мод. Расчетные величины теплопроводности сравниваются с экспериментальными данными для образцов алмаза в форме квадратных пластин с разными осями вдоль [100] и [110]. При низких температурах вблизи 5 K эксперимент и теория показали удовлетворительное совпадение, но выше 10 K экспериментально анизотропия не наблюдается. Обсуждены возможные причины этого рассогласования. Ключевые слова: анизотропия, твердое тело, фононы, широкозонные полупроводники.
  1. A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, V.G. Ralchenko, A.P. Bolshakov, A.V. Koliadin, A.N. Katrusha. Phys. Rev. B, 97, 144305 (2018)
  2. N. Kurinsky, T.C. Yu, Y. Hochberg, B. Cabrera. Phys. Rev. D, 99, 123005 (2019)
  3. A.K. McCurdy, H.J. Maris, C. Elbaum. Phys. Rev. B, 2, 4077 (1970)
  4. R.J. von Gutfeld, A.H. Nethercot, Jr. Phys. Rev. Lett., 12, 641 (1964)
  5. B. Taylor, H.J. Maris, C. Elbaum. Phys. Rev. Lett., 23, 416 (1969)
  6. H.B.G. Casimir. Physica, 5, 495 (1938)
  7. A.K. McCurdy. Phys. Rev. B, 26, 6971 (1982)
  8. I.I. Kuleev. Phys. Solid State, 60, 870 (2018)
  9. A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, J.W. Ager III, E.E. Haller, H. Riemann, N.V. Abrosimov, H.-J. Pohl, P. Becker. J. Appl. Phys., 123, 095112 (2018)
  10. W. Li, N. Mingo. J. Appl. Phys., 114, 054307 (2013)
  11. J.W. Vandersande. J. Phys. Colloques, 39, C6 (1978)
  12. A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, V.G. Ralchenko, G. Shu, B. Dai, A.P. Bolshakov, A.A. Khomich, E.E. Ashkinazi, K.N. Boldyrev, A.V. Khomich, J. Han, V.I. Konov, J. Zhu. J. Appl. Phys., 133, 025102 (2023)
  13. J.W. Jaeken, S. Cottenier. Comput. Phys. Commun., 207, 445 (2016)
  14. C. Kittel. Introduction to Solid State Physics, 8th ed. (Wiley, NY., 2004)
  15. Ф.И. Федоров. Теория упругих волн в кристаллах (Наука, М., 1965)
  16. D.A. Chernodoubov, A.V. Inyushkin. Phys. Lett. A, 384, 126120 (2020)