半導體納米線中彈道聲子輸運的理論研究.pdf

1、近年來,人們對于微納米結構的設計、制造以及納米電子器件的應用展開了深入的研究并取得了很大的進展。隨著制造工藝的進一步發(fā)展,納米器件系統(tǒng)也會變得越來越復雜,同時人們注意到熱效應對于納米器件性能影響也越來越大,它將是影響和限制這些器件性能和穩(wěn)定性的關鍵因素。為了設計實用的散熱系統(tǒng),了解熱量在納米尺度下的輸運性質是非常重要的,如何控制固體中熱量的輸運成為當前人們非常關注的課題。本文主要研究了在不同的半導體納米線中彈道聲子的輸運性質。
　

2、　 利用散射矩陣方法,研究了材料彈性常數對雙聲子腔半導體納米線聲子輸運對材料的影響。發(fā)現兩個相同尺寸的聲學納米腔的材料性質顯著影響彈道聲子的輸運,以及聲子的共振頻率,尤其是禁帶的數目和低頻禁帶的位置。當兩個聲子腔由兩種不同材料構成時,聲子透射譜中將出現一個新的禁帶。而且,他們的位置分別依賴于每個腔的材料參數。在低溫下,兩個聲子腔用不同的材料參數構成時,能夠提高整個半導體納米線的熱導。這些結果表明可以通過設計聲子禁帶和共振的形成來控制在

3、不同溫度范圍內的納米聲子的熱導。
　　 采用散射矩陣方法研究了收縮-發(fā)散納米線中彈道聲子的輸運特性。研究發(fā)現最窄寬度和漸變區(qū)域的長度是影響聲子輸運的主要因素。最窄寬度的大小對總的聲子透射系數具有決定性的影響。最窄寬度小,聲子透射率小;最窄寬度大,聲子透射系數和熱導就越大。而漸變區(qū)域的長度明顯影響著單模的輸運性質。當漸變區(qū)域的長度較小時,單模透射呈現明顯震蕩；當漸變區(qū)域的長度較大時,震蕩幅度減小,單模透射趨于平穩(wěn)。這些結果可以為設