Thermal conductivity for III-V and II-VI semiconductor wurtzite and zinc-blende polytypes : the role of anharmonicity and phase space
Raya Moreno, Martí (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Rurali, Riccardo (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Cartoixà Soler, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)

Data:	2019
Descripció:	13 pàg.
Resum:	We calculate the lattice thermal conductivity (κ) for cubic (zinc-blende) and hexagonal (wurtzite) phases for eight semiconductors using ab initio calculations and solving the phonon Boltzmann transport equation, explaining the different behavior of the ratio κhex/κcub between the two phases. We show that this behavior depends on the relative importance of two antagonistic factors: anharmonicity, which we find to be always higher in the cubic phase, and the accessible phase space, which is higher for the less symmetric hexagonal phase. Based on that, we develop a method that predicts the most conducting phase - cubic or hexagonal - where other more heuristic approaches fail. We also present results for nanowires made of the same materials, showing the possibility to tune κhex/κcub over a wide range by modifying their diameter, thus making them attractive materials for complex phononic and thermoelectric applications and systems.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación RTI2018-097876-B-C21 Agencia Estatal de Investigación MAT2017-90024-P Ministerio de Educación, Cultura y Deporte FPU2016/02565 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
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Heat transfer ; Lattice thermal conductivity ; Phonons ; Thermal conductivity ; Thermal properties
Publicat a:	Physical review materials, Vol. 3. issue 8 (August 2019) , art. 84607, ISSN 2475-9953

DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.3.084607

13 p, 1.2 MB

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