Влияние эффекта фононной фокусировки на теплопроводность алмаза
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами, № 23-29-00214
Чернодубов Д.А.
1,2, Инюшкин А.В.
11Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
2Московский физико-технический институт, Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: Chernodubov_DA@nrcki.ru
Поступила в редакцию: 9 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 9 октября 2024 г.
Принята к печати: 9 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 31 января 2025 г.
Проведен расчет теплопроводности образцов алмаза при низких температурах с учетом эффекта фононной фокусировки на основе теории МакКарди, Мариса и Элбаума в приближении чисто диффузного граничного рассеяния фононов. Получены данные об эффекте фокусировки для поперечных и продольной фононных мод. Расчетные величины теплопроводности сравниваются с экспериментальными данными для образцов алмаза в форме квадратных пластин с разными осями вдоль [100] и [110]. При низких температурах вблизи 5 K эксперимент и теория показали удовлетворительное совпадение, но выше 10 K экспериментально анизотропия не наблюдается. Обсуждены возможные причины этого рассогласования. Ключевые слова: анизотропия, твердое тело, фононы, широкозонные полупроводники.
- A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, V.G. Ralchenko, A.P. Bolshakov, A.V. Koliadin, A.N. Katrusha. Phys. Rev. B, 97, 144305 (2018)
- N. Kurinsky, T.C. Yu, Y. Hochberg, B. Cabrera. Phys. Rev. D, 99, 123005 (2019)
- A.K. McCurdy, H.J. Maris, C. Elbaum. Phys. Rev. B, 2, 4077 (1970)
- R.J. von Gutfeld, A.H. Nethercot, Jr. Phys. Rev. Lett., 12, 641 (1964)
- B. Taylor, H.J. Maris, C. Elbaum. Phys. Rev. Lett., 23, 416 (1969)
- H.B.G. Casimir. Physica, 5, 495 (1938)
- A.K. McCurdy. Phys. Rev. B, 26, 6971 (1982)
- I.I. Kuleev. Phys. Solid State, 60, 870 (2018)
- A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, J.W. Ager III, E.E. Haller, H. Riemann, N.V. Abrosimov, H.-J. Pohl, P. Becker. J. Appl. Phys., 123, 095112 (2018)
- W. Li, N. Mingo. J. Appl. Phys., 114, 054307 (2013)
- J.W. Vandersande. J. Phys. Colloques, 39, C6 (1978)
- A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, V.G. Ralchenko, G. Shu, B. Dai, A.P. Bolshakov, A.A. Khomich, E.E. Ashkinazi, K.N. Boldyrev, A.V. Khomich, J. Han, V.I. Konov, J. Zhu. J. Appl. Phys., 133, 025102 (2023)
- J.W. Jaeken, S. Cottenier. Comput. Phys. Commun., 207, 445 (2016)
- C. Kittel. Introduction to Solid State Physics, 8th ed. (Wiley, NY., 2004)
- Ф.И. Федоров. Теория упругих волн в кристаллах (Наука, М., 1965)
- D.A. Chernodoubov, A.V. Inyushkin. Phys. Lett. A, 384, 126120 (2020)