接頭形狀對半導體納米線中彈道聲子輸運影響的研究.pdf

1、Feynman關于納米技術的預言、超晶格的發(fā)展以及納米微粒的成功制各,使納米技術成為當前物理學科和材料科學的研究熱點之一。同時,納米科學和技術的飛速發(fā)展,將光電器件的特征尺寸帶入到納米量級,尺寸效應和爆炸式增長的高密度熱量輸運,是影響和制約這些器件性能和穩(wěn)定性的關鍵問題。因此,納米尺度熱輸運性質的研究受到了極大的關注。本文運用散射矩陣方法,對半導體納米線中彈道聲子的輸運和熱導性質進行了討論,發(fā)現(xiàn)了一些有趣的現(xiàn)象。
　　 采用彈性

2、標量模型和散射矩陣方法,研究了低溫下通過兩種非連續(xù)接頭連接的半導體納米線中聲學聲子的輸運和熱導性質。研究發(fā)現(xiàn),用突變型接頭連接的半導體納米線中透射系數(shù)不規(guī)則,出現(xiàn)了尖銳的下降谷;而通過臺階狀接頭連接的半導體納米線中聲學聲子的透射系數(shù)曲線則表現(xiàn)為較為規(guī)則的量子化平臺,并且在某些約化頻率處出現(xiàn)了透射系數(shù)的垂直上升。當溫度趨向于零,且結構為直通道時,總的熱導值接近于基本的量子化單元。而在較高溫度下,約化熱導則隨溫度線性增加。此外,臺階狀接頭的

3、存在使得結構中聲學聲子的熱導有了比較大的升高。
　　 運用散射矩陣方法,研究了低溫下三種連續(xù)接頭對半導體納米線中聲學聲子輸運性質的影響。結果表明,接頭的形狀在左右納米線寬度都取固定值時對透射系數(shù)有著顯著的影響。當約化頻率趨向于零時,喇叭形接頭半導體納米線中聲子的透射系數(shù)最大;在低約化頻率下,透射系數(shù)隨著約化頻率的增加而增大,且懸鏈曲線型接頭的透射系數(shù)最小;三種接頭的透射系數(shù)在約化頻率較大時沒有明顯的變化規(guī)律。聲子透射系數(shù)與接頭形