• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

探测分段硅纳米线中的弹道热传导。

Probing ballistic thermal conduction in segmented silicon nanowires.

作者信息

Anufriev Roman, Gluchko Sergei, Volz Sebastian, Nomura Masahiro

机构信息

Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, Tokyo 153-8505, Japan.

出版信息

Nanoscale. 2019 Jul 28;11(28):13407-13414. doi: 10.1039/c9nr03863a. Epub 2019 Jul 5.

DOI:10.1039/c9nr03863a
PMID:31276141
Abstract

Ballistic heat conduction in semiconductors is a remarkable but controversial nanoscale phenomenon, which implies that nanostructures can conduct thermal energy without dissipation. Here, we experimentally probed ballistic thermal transport at distances of 400-800 nm and temperatures of 4-250 K. Measuring thermal properties of straight and serpentine silicon nanowires, we found that at 4 K heat conduction is quasi-ballistic with stronger ballisticity at shorter length scales. As we increased the temperature, quasi-ballistic heat conduction weakened and gradually turned into diffusive regime at temperatures above 150 K. Our Monte Carlo simulations illustrate how this transition is driven by different scattering processes and linked to the surface roughness and the temperature. These results demonstrate the length and temperature limits of quasi-ballistic heat conduction in silicon nanostructures, knowledge of which is essential for thermal management in microelectronics.

摘要

半导体中的弹道热传导是一种显著但颇具争议的纳米尺度现象,这意味着纳米结构能够在无热耗散的情况下传导热能。在此,我们通过实验探究了在400 - 800纳米距离以及4 - 250开尔文温度下的弹道热输运。通过测量直的和蜿蜒的硅纳米线的热性质,我们发现,在4开尔文时热传导为准弹道式,且在较短长度尺度下弹道性更强。随着温度升高,准弹道热传导减弱,并在温度高于150开尔文时逐渐转变为扩散模式。我们的蒙特卡罗模拟展示了这种转变是如何由不同散射过程驱动的,以及如何与表面粗糙度和温度相关联。这些结果表明了硅纳米结构中准弹道热传导的长度和温度极限,了解这些对于微电子学中的热管理至关重要。

相似文献

1
Probing ballistic thermal conduction in segmented silicon nanowires.探测分段硅纳米线中的弹道热传导。
Nanoscale. 2019 Jul 28;11(28):13407-13414. doi: 10.1039/c9nr03863a. Epub 2019 Jul 5.
2
Quasi-Ballistic Heat Conduction due to Lévy Phonon Flights in Silicon Nanowires.硅纳米线中由于列维声子飞行导致的准弹道热传导
ACS Nano. 2018 Dec 26;12(12):11928-11935. doi: 10.1021/acsnano.8b07597. Epub 2018 Nov 12.
3
Anisotropy Reversal of Thermal Conductivity in Silicon Nanowire Networks Driven by Quasi-Ballistic Phonon Transport.准弹道声子输运驱动的硅纳米线网络中热导率的各向异性反转
ACS Nano. 2024 Apr 16;18(15):10557-10565. doi: 10.1021/acsnano.3c12767. Epub 2024 Apr 4.
4
Ballistic phonon transport in holey silicon.空硅中的弹道声子输运。
Nano Lett. 2015 May 13;15(5):3273-9. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b00495. Epub 2015 Apr 10.
5
Quasi-ballistic thermal transport from nanoscale interfaces observed using ultrafast coherent soft X-ray beams.超快相干软 X 射线束观测到的纳米级界面的准弹道热输运。
Nat Mater. 2010 Jan;9(1):26-30. doi: 10.1038/nmat2568. Epub 2009 Nov 8.
6
Quasi-ballistic Electronic Thermal Conduction in Metal Inverse Opals.金属倒蛋白石中的准弹道电子热导。
Nano Lett. 2016 Apr 13;16(4):2754-61. doi: 10.1021/acs.nanolett.6b00468. Epub 2016 Mar 21.
7
Significantly High Thermal Rectification in an Asymmetric Polymer Molecule Driven by Diffusive versus Ballistic Transport.扩散与弹道输运驱动的不对称聚合物分子中的显著高热整流。
Nano Lett. 2018 Jan 10;18(1):43-48. doi: 10.1021/acs.nanolett.7b02867. Epub 2017 Dec 12.
8
Observation of room-temperature ballistic thermal conduction persisting over 8.3 µm in SiGe nanowires.观察到室温弹道热导在 SiGe 纳米线中持续超过 8.3 µm。
Nat Nanotechnol. 2013 Jul;8(7):534-8. doi: 10.1038/nnano.2013.121. Epub 2013 Jun 30.
9
Heat guiding and focusing using ballistic phonon transport in phononic nanostructures.利用声子纳米结构中的弹道声子输运实现热引导和聚焦。
Nat Commun. 2017 May 18;8:15505. doi: 10.1038/ncomms15505.
10
Ballistic thermal transport in silicon nanowires.硅纳米线中的弹道热输运。
Sci Rep. 2017 Feb 2;7:41794. doi: 10.1038/srep41794.

引用本文的文献

1
Thermal transport in kinked nanowires through simulation.通过模拟研究扭结纳米线中的热输运。
Beilstein J Nanotechnol. 2023 May 15;14:586-602. doi: 10.3762/bjnano.14.49. eCollection 2023.
2
Engineering thermal transport within Si thin films: The impact of nanoslot alignment and ion implantation.硅薄膜中的工程热传输:纳米槽排列和离子注入的影响。
iScience. 2022 Oct 17;25(11):105386. doi: 10.1016/j.isci.2022.105386. eCollection 2022 Nov 18.
3
Experimental evaluation of thermal rectification in a ballistic nanobeam with asymmetric mass gradient.
具有不对称质量梯度的弹道纳米梁中热整流的实验评估。
Sci Rep. 2022 May 12;12(1):7788. doi: 10.1038/s41598-022-11878-2.