Indications of phonon hydrodynamics in telescopic silicon nanowires
Melis, Claudio (Università di Cagliari. Dipartimento di Fisica)
Rurali, Riccardo (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Cartoixà Soler, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Àlvarez Calafell, Francesc Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)

Date:	2019
Description:	7 pàg.
Abstract:	The validity of Fourier's law in telescopic nanowires is tested by means of molecular dynamics simulations. We observe that the radial dependence of the heat-flux profile, the temperature jump, and the appearance of vorticity obtained in molecular dynamics telescopic wires near the contact point acquire a hydrodynamic character, and we show that they are incompatible with Fourier's law. We propose the Guyer-Krumhansl equation as a generalization capable of capturing these hydrodynamic effects. Lattice-dynamics results show that the thermal average of the confined modes shows no radial dependence of the vibrating energy inside the wire. This means that hydrodynamic effects could not be related to the confinement effects in these small systems.
Grants:	Ministerio de Economía y Competitividad TEC2015-67462-C2-1-R Ministerio de Economía y Competitividad TEC2015-67462-C2-2-R Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2015-0496 Ministerio de Economía y Competitividad MAT2013-40581-P Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2014/SGR-301
Rights:	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.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Heat transfer ; Phonons ; Thermal conductivity ; Elemental semiconductors ; Energy applications ; Nanowires ; Hydrodynamics ; Molecular dynamics
Published in:	Physical review applied, Vol. 11, Issue 5 (May 2019) , art. 54059, ISSN 2331-7019

DOI: 10.1103/PhysRevApplied.11.054059

7 p, 1.4 MB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > Grup de Propietats de Transport a la Nanoescala
Articles > Research articles
Articles > Published articles