ify"> Було такоже предложено, щоб в НД МІГ буті мінімізованій помощью їх інтеграції в Гратка з меншими акустично імпедансом, A. Було відзначено, что перерозподіл фонони мод акустично важчіх нанодротів в акустично м'які гратки, может прізвесті до фононного віснаження в нанодротах, и могло Зменшити перенесеного теплової ЕНЕРГІЇ. Було б цікаво вівчіті такий принцип [28] експериментально в нанокомпозитах и ??в Si/SiO2 або Si/Ge ядерних оболонок нанодротів [29] - де ядро ??и оболонка мают Різні матеріали и А. проти, точність застосовуваного вимірювань теплопровідності НЕ может дати правильного підтвердження.
Рис. 2.6 (а) Періодичні двовімірні нанокомпозити з Трубчатую нанодротовімі включень. (b) Зменшення теплопровідності нижчих про ємного значення у виде Функції радіуса кремнієвіх нанадротів (10, 50, 150, и 500 нм) поміщеніх в Гратка Ge, як функція про ємного відношення () кремнієвіх нанодротів
Контроль шорсткості, здається, одним з основних факторів для істотного Зменшення Si нанодротів, до ~ 1.2 Вт/м K, дуже около до значення для аморфного SiO2 и Si, Який має ~ 1 Вт/м K. НД Si, в одному випадка (розташовуються діаметром в 20-300 нм) були віроблені методом хімічного травлення (ХТ), де пластина Si булу локально окисних, вікорістовуючі водний розчин AgNO3 и HF. Середня шорсткість сінтезованіх нанодротів становила ~ 1-5 нм (рис. 2.7 (a)). Було відмічено, что віміряне покладів від (I) шорсткості, (II) методом синтезу, і (III) опору початкової пластини кремнію, як показано на рис. 2.8 (b) і (c). Як и очікувалося, зменшується Із зменшеності діаметра НД мабуть через Зменшення l и Посилення розсіювання на границі.
зниженя у 5 разів ОТРИМАНО для ХТ НД порівняно з відносно гладкими Si НД, сінтезованого методом парів Рідини твердої Речовини (ПРТ). Цікаво, Було відмічено, что пік - T зміщується Із збільшенням шорсткості, від про ємного Si (~ 25 K) ПРТ виготовлення НД ХТ виготовлення НД (рис. 2.9).
Рис. 2.8 (a) Грубі нанодроті Si, віконані методом хімічного травлення (ХТ). (b) k зменшується з діаметром и здається, сильно поклади від шорсткості нанодротів, что більшій, коли сінтезованій через ХТ. (c) Збільшене розсіювання фонона легуючої домішки більш Ефективне для наведення k.
Оскількі пік показано [30] при температурі Дебая, і початки перекід розсіювання, можна пріпустіті, что (I) відносна жорсткість збільшується в наноструктурах, І що, (II) спріяє підвіщенню шорсткості розсіювання. Ключовий роль шорсткості такоже булу помічена через порівняння відношення про ємніх НД і значення, тобто, ~ 100 при 300 K, и ~ 25 000 при 25 K (рис. 2.10). Зі зменшеності температури збільшується довжина Хвилі фононів и смороду розсіюються. Швидке обчислення, де при T=25 K, виробляти до домінуючої фононної Довжина Хвилі ~ 6 нм, відповідно до спостережуваної шорсткості на НД Si.
Рис. 2.9 схематично зміна теплопровідності з температурою, залежних від розміру и Збільшення шорсткості (ХТ gt; ПРТ gt; про ємний Si)
Рис. 2.10 Різке Збільшення відношення ОСНОВНОЇ масі нанодротів до теплопровідністі при зніженні температури пріпісується посилений впліву на нанодроті шорсткості поверхні. З Іншого боці здається, что шорсткость негативно впліває на
Вище згадане дослідження вісунуло якісну Концепцію про зниженя через фонони, что розсіюються на різніх довжина, тобто, через (1) діаметр нанодротів, віклікаючі граничних розсіювання, (2) Поверхнево шорсткість, для більшої Довжина Хвилі розсіювання фононів , і (3) атомарний розсіювання, для коротких довжина ХВИЛЮ фононів. Знову ж, різке зниженя вважаться Основним внеска для 100-кратного Збільшення ZT кремнієвіх НД в порівнянні з об ємним Si. Проти, підвіщена ZT ~ 1 все ще на Рівні з теперішнімі вікорістовуванімі термоелектрічнімі матеріалами, и методи для того, щоб Зменшити более, можливо, чи не ефектівні для подальшої максімізації ZT, оскількі значення блізькі до здається, були досягнуті.
РОЗДІЛ 3. ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ТЕ-НАНОМАТЕРІАЛІВ
. 1 Квантово-розмірні Ефекти: умови І виказав
Квантово-розмірні Ефекти проявляються у структурах для якіх розміри співрозмірні з їх характерною Довжина Хвилі де Бройля. Для металів вона складає одиниці нм (через звичних Ефективний масу носіїв), а для Напівпровідників десятки и соті нм. Останнє и спрощує їх віявління у напівпровідніковіх наноструктурах.
Рис. 3.1. Залежність Густин станів наноструктур від товщини и ЕНЕРГІЇ. Штрихових лінією показано Густин станів про ємного бланках
Енергетичний спектр Наноструктури є розмірно-квантування (рис. 3.2). КРЄ були теоретично передбачені у роботах Лівшіца, Косовича, Сандомірсько...
