Thermal transport in porous Si nanowires from approach-to-equilibrium molecular dynamics calculations
Cartoixà Soler, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Dettori, Riccardo (Università degli Studi di Cagliari. Dipartimento di Fisica)
Melis, Claudio (Università degli Studi di Cagliari. Dipartimento di Fisica)
Colombo, Luciana (Università degli Studi di Cagliari. Dipartimento di Fisica)
Rurali, Riccardo (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Fecha:	2016
Resumen:	We study thermal transport in porous Si nanowires (SiNWs) by means of approach-to-equilibrium molecular dynamics simulations. We show that the presence of pores greatly reduces the thermal conductivity, κ, of the SiNWs as long mean free path phonons are suppressed. We address explicitly the dependence of κ on different features of the pore topology—such as the porosity and the pore diameter—and on the nanowire (NW) geometry—diameter and length. We use the results of the molecular dynamics calculations to tune an effective model, which is capable of capturing the dependence of κ on porosity and NW diameter. The model illustrates the failure of Matthiessen's rule to describe the coupling between boundary and pore scattering, which we account for by the inclusion of an additional empirical term.
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/FIS2012-37549-C05-02
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/MAT2013-40581-P
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/TEC2012-31330
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/TEC2015-67462-C2-1-R
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/SEV-2013-0295
Nota:	Número d'acord de subvenció MINECO/SEV-2015-0496
Nota:	Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR-301
Nota:	Número d'acord de subvenció AGAUR/2014/SGR 384
Derechos:	Tots els drets reservats.
Lengua:	Anglès.
Documento:	article ; recerca ; acceptedVersion
Materia:	Thermal conductivity ; Surface scattering ; Nanowires ; Thermal models ; Thermoelectric effects
Publicado en:	Applied physics letters, Vol. 109, Issue 1 (Jul. 2016) , p. 131071-131074, ISSN 1077-3118

DOI: 10.1063/1.4955038

Post-print 18 p, 3.0 MB

El registro aparece en las colecciones:
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados