ТРАНСПОРТ ТЕПЛА ФОНОНАМИ В УЗАГАЛЬНЕНІЙ МОДЕЛІ ЛАНДАУЕРА – ДАТТА – ЛУНДСТРОМА

Yu. A. Kruglyak, M. V. Strikha

Анотація


У методичній статті, розрахованій на науковців, викладачів та студентів вищої школи, з позицій транспортної моделі Ландауера – Датта – Лундстрома побудовано узагальнену модель переносу тепла фононами. Аналогічно до фермівського вікна електронної провідності введено поняття бозевського вікна фононної провідності, через яке виведено загальний вираз для ґраткової теплопровідності, до якого від самого початку входить квант теплопровідності. Підкреслено подібність і відмінності в побудові теорії електронної провідності і теорії фононної теплопровідності. Докладно розглянуто теплопровідність провідників, розкрито фізичний зміст пропорційності між питомою теплопровідністю і питомою теплоємністю при постійному об’ємі, виведено зв'язок між коефіцієнтом проходження і середньою довжиною вільного пробігу, наведено алгоритм обчислення числа фононних мод і густини фононних станів, обговорено особливості дебаївської моделі теплопровідності і розсіювання фононів, температурну залежність ґраткової теплопровідності, відмінність між ґратковою  теплопровідністю і електронною провідністю, квантування теплопровідності.


Ключові слова


фононний транспорт; квант теплопровідності; коефіцієнт проходження; фононні моди; дебаївська модель; розсіювання фононів

Посилання


S. Datta, Lessons from Nanoelectronics: A New Perspective on Transport (Hackensack, New Jersey: World Scientific Publishing Company: 2012); www.nanohub.org/courses/FoN1; M. Lundstrom, C. Jeong, Near-Equilibrium Transport: Fundamentals and Applications (Hackensack, New Jersey: World Scientific Publishing Company: 2013); www.nanohub.org/resources/11763.

Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Sens. elektron. mikrosist. tehnol., 12, №3, 4 – 27 (2015) (in ukrainian).

Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Sens. elektron. mikrosist. tehnol., 12, no. 4, 5 – 18 (2015) (in ukrainian).

Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Sens. elektron. mikrosist. tehnol., 13, №1, 5 – 25 (2016) (in ukrainian).

Dzh. Zayman, Elektrony i fonony. Teoriya yavleniy perenosa v tverdykh telakh (M: YYL: 1962) (in russian).

Dzh. Zayman, Printsipy teorii tverdogo tela (M: Vysshaya shkola: 1974) (in russian).

Ch. Kittel, Vvedenie v fiziku tverdogo tela (M: Nauka: 1978) (in russian).

N. Ashkroft, N. Mermin, Fizika tverdogo tela (M: Mir: 1979) (in russian).

M. Mohr, J. Maultzsch, E. Dobardžić, S. Reich, I. Milošević, M. Damnjanović, A. Bosak, M. Krisch, C. Thomsen, Phys. Rev. B, 76, N 3: 035439 (2007).

A. V. Yeletskiy, I. M. Iskandarova, A. A. Knizhnik, D. N. Krasikov, UFN, 181, 227 (2011) (in russian).

M. I. Katsnelson, Graphene: Carbon in Two Dimensions (New York: Cambridge University Press: 2012).

Yu. A. Kruglyak, Nanoelektronika «snizu – vverkh» (Odessa: TES: 2015) (in russian).

K. Schwab, E. A. Henriksen, J. M. Worlock, M. L. Roukes, Nature, 404, 974 (2000).

C. Jeong, R. Kim, M. Luisier, S. Datta, M. Lundstrom, J. Appl. Phys., 107, 023707 (2010).

Mark Lundstrom, Fundamentals of Carrier Transport (Cambridge UK: Cambridge University Press: 2012).

C. Jeong, S. Datta, M. Lundstrom, J. Appl. Phys., 109, 073718 (2011).

Yu. A. Kruglyak, N. Ye. Kruglyak, Fizich. obrazov. v vuzakh, 19, no. 3: 99 (2013) (in russian).

Timothy S. Fisher, Thermal Energy at the Nanoscale (Hackensack, New Jersey: World Scientific Publishing Company: 2013); www.nanohub.org/courses/2.

Yu.A.Kruglyak, N.Ye.Kruglyak, Fizich. obrazov. v vuzakh, 19, no. 2: 161 (2013) (in russian).

J. Callaway, Phys. Rev., 113, N 4: 1046 (1959).

M. G. Holland, Phys. Rev., 132, N 6: 2461 (1963).

C. Jeong, S. Datta, M. Lundstrom, J. Appl. Phys., 111, 093708 (2012).

Gang Chen. Nanoscale Energy Transport and Conversion: A Parallel Treatment of Electrons, Molecules, Phonons, and Photons (New York: Oxford University Press: 2005).

C. J. Glassbrenner, G. A. Slack, Phys. Rev., 134, N 4A, A1058 (1964).

J. B. Pendry, J. Phys. A., 16, 2161 (1983).

D. E. Angelescu, M. C. Cross, M. L. Roukes, Superlatt. Microstruct., 23, 673 (1998).

L. G. C. Rego, G. Kirczenow, Phys. Rev. Lett., 81, 232 (1998).

M. P. Blencowe, Phys. Rev. B., 59, 4992 (1999).

L. G. C. Rego, G. Kirczenow, Phys. Rev. B., 59, 13080 (1999).

I. V. Krive, E. R. Mucciolo, Phys. Rev. B., 60, 1429 (1999).

C. M. Caves, P. D. Drummond, Rev. Mod. Phys., 66, 481 (1994).




DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2016.2.73586

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2016 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)