Ballistic Phonons in Ultrathin Nanowires
Vakulov, Daniel (Eindhoven University of Technology)
Gireesan, Subash (Center for Computational Energy Research)
Swinkels, Milo Y. (University of Basel)
Chavez, Ruben (Eindhoven University of Technology)
Vogelaar, Tom (Eindhoven University of Technology)
Torres Alvarez, Pol (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Campo, Alessio (University of Basel)
De Luca, Marta (University of Basel)
Verheijen, Marcel A. (Eindhoven University of Technology)
Koelling, Sebastian (Eindhoven University of Technology)
Gagliano, Luca (Eindhoven University of Technology)
Haverkort, Jos E. M. (Eindhoven University of Technology)
Àlvarez Calafell, Francesc Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona)
Bobbert, Peter A. (Center for Computational Energy Research)
Zardo, Ilaria (University of Basel)
Bakkers, Erik P. A. M. (Eindhoven University of Technology)

Fecha:	2020
Resumen:	According to Fourier's law, a temperature difference across a material results in a linear temperature profile and a thermal conductance that decreases inversely proportional to the system length. These are the hallmarks of diffusive heat flow. Here, we report heat flow in ultrathin (25 nm) GaP nanowires in the absence of a temperature gradient within the wire and find that the heat conductance is independent of wire length. These observations deviate from Fourier's law and are direct proof of ballistic heat flow, persisting for wire lengths up to at least 15 μm at room temperature. When doubling the wire diameter, a remarkably sudden transition to diffusive heat flow is observed. The ballistic heat flow in the ultrathin wires can be modeled within Landauer's formalism by ballistic phonons with an extraordinarily long mean free path.
Ayudas:	European Commission 617256 European Commission 756365 Agencia Estatal de Investigación RTI2018-097876-B-C21
Derechos:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Lengua:	Anglès
Documento:	Article ; recerca ; Versió publicada
Materia:	Nanowires ; GaP ; Heat transport ; Ballistic phonons ; Raman spectroscopy
Publicado en:	Nano letters, Vol. 20, Num. 4 (April 2020) , p. 2703-2709, ISSN 1530-6992

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00320
PMID: 32091910

7 p, 6.2 MB

El registro aparece en las colecciones:
Documentos de investigación > Documentos de los grupos de investigación de la UAB > Centros y grupos de investigación (producción científica) > Ciencias > Grup de Propietats de Transport a la Nanoescala
Artículos > Artículos de investigación
Artículos > Artículos publicados