Фононная инженерия теплопроводящих свойств аморфных кремниевых нанонитей

Abstract

В данной работе проведены теоретические исследования по определению состояния квантов колебательного движения атомов в аморфных кремниевых нанонитях. Наблюдается эффект сильного падения фононных групповых скоростей и решеточной теплопроводности в таких наносоединениях, объясняемый размерным квантованием фононного спектра за счет разупорядочения атомных связей, формирующих квазиодномерные наноструктуры. Проведенные исследования показывают перспективу использования аморфных нанонитей в качестве полупроводниковых термоэлектрических элементов для преобразования тепловой энергии в электрическую.

In the article the research has been conducted to determine the quantum states of the vibrational motion of atoms in amorphous silicon nanowires. The effect of a strong drop in phonon group velocities and lattice thermal conductivity is observed in such nanocompounds, explained by size quantization of the phonon spectrum due to a disordering of atomic bonds that form quasi-onedimensional nanostructures. The conducted investigations show the prospect of amorphous nanowires' using as semiconductor thermoelectric cells to convert thermal energy into electrical energy.