Влияние морфологии на фононную теплопроводность нанопроволок Si, Ge и Si/Ge типа ядро/оболочка

Abstract

Для термоэлектрических применений полупроводниковых нанопроволок дополнительным фактором понижения их теплопроводности является изменение морфологии. В данной работе для нанопроволок Si, Ge, а также Si/Ge типа ядро/оболочка методом неравновесной молекулярной динамики исследовано влияние объемной доли и типа материала ядра на теплопроводность при 300K. Принимались во внимание нанопроволоки с экспериментально наблюдаемыми <100>, <110>, <111> и <112> ориентациями и различными сечениями. Обнаружено, что для <112>-ориентированных нанопроволок Si-ядро/Ge-оболочка при объемной доле ядра ∼ 30% теплопроводность является наименьшей (5.76 Вт/(м•K)), в то время как значения теплопроводности для нанопроволок из чистого Si и Ge составляют 13.8 и 8.21 Вт/(м•K) соответственно.