半導(dǎo)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(jié)構(gòu)的設(shè)計、制造以及納米電子器件的應(yīng)用展開了深入的研究并取得了很大的進(jìn)展。隨著制造工藝的進(jìn)一步發(fā)展,納米器件系統(tǒng)也會變得越來越復(fù)雜,同時人們注意到熱效應(yīng)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(guān)鍵因素。為了設(shè)計實用的散熱系統(tǒng),了解熱量在納米尺度下的輸運性質(zhì)是非常重要的,如何控制固體中熱量的輸運成為當(dāng)前人們非常關(guān)注的課題。本文主要研究了在不同的半導(dǎo)體納米線中彈道聲子的輸運性質(zhì)。
　

2、　 利用散射矩陣方法,研究了材料彈性常數(shù)對雙聲子腔半導(dǎo)體納米線聲子輸運對材料的影響。發(fā)現(xiàn)兩個相同尺寸的聲學(xué)納米腔的材料性質(zhì)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(shù)目和低頻禁帶的位置。當(dāng)兩個聲子腔由兩種不同材料構(gòu)成時,聲子透射譜中將出現(xiàn)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(shù)。在低溫下,兩個聲子腔用不同的材料參數(shù)構(gòu)成時,能夠提高整個半導(dǎo)體納米線的熱導(dǎo)。這些結(jié)果表明可以通過設(shè)計聲子禁帶和共振的形成來控制在

3、不同溫度范圍內(nèi)的納米聲子的熱導(dǎo)。
　　 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(xiàn)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(shù)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(shù)和熱導(dǎo)就越大。而漸變區(qū)域的長度明顯影響著單模的輸運性質(zhì)。當(dāng)漸變區(qū)域的長度較小時,單模透射呈現(xiàn)明顯震蕩；當(dāng)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(jié)果可以為設(shè)