Phonon transport across crystal-phase interfaces and twin boundaries in semiconducting nanowires
Carrete, Jesús (Technische Universität Wien. Institute of Materials Chemistry)
López-Suárez, Miquel (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Raya Moreno, Martí (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Bochkarev, Anton S. (Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (França))
Royo Valls, Miquel (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Madsen, Georg Kent Hellerup (Technische Universität Wien. Institute of Materials Chemistry)
Cartoixà Soler, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Mingo, Natalio (Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (França))
Rurali, Riccardo (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2019
Resum:	We combine state-of-the-art Green's-function methods and nonequilibrium molecular dynamics calculations to study phonon transport across the unconventional interfaces that make up crystal-phase and twinning superlattices in nanowires. We focus on two of their most paradigmatic building blocks: cubic (diamond/zinc blende) and hexagonal (lonsdaleite/wurtzite) polytypes of the same group-IV or III-V material. Specifically, we consider InP, GaP and Si, and both the twin boundaries between rotated cubic segments and the crystal-phase boundaries between different phases. We reveal the atomic-scale mechanisms that give rise to phonon scattering in these interfaces, quantify their thermal boundary resistance and illustrate the failure of common phenomenological models in predicting those features. In particular, we show that twin boundaries have a small but finite interface thermal resistance that can only be understood in terms of a fully atomistic picture.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación RTI2018-097876-B-C21 Agencia Estatal de Investigación MAT2017-90024-P Ministerio de Economía y Competitividad TEC2015-67462-C2-1-R Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2015-0496 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1506 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-301
Nota:	Altres ajuts: M. L. S. is funded through a Juan de la Cierva fellowship. M. R. M. acknowledges support from FPU2016/ 02565.
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Atomic-scale mechanisms ; Building blockes ; Interface thermal resistance ; Non equilibrium molecular dynamic (NEMD) ; Phenomenological models ; Phonon transport ; Semiconducting nanowires ; Thermal boundary resistance
Publicat a:	Nanoscale, Vol. 11, issue 34 (2019) , p. 16007-16016, ISSN 2040-3372

DOI: 10.1039/c9nr05274g
PMID: 31424472

10 p, 2.3 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats