Аналітичний розгляд переносу частинок в одновимірних наноструктурах

  • Й. Амрит LIMSI-CNRS, Université Paris-Saclay, 91405, Orsay, France
  • Т. Медінцева Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Свободи 4, 61022, Харків, Україна
  • К. Немченко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Свободи 4, 61022, Харків, Україна
  • Т. Віхтинська Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, м. Свободи 4, 61022, Харків, Україна
Ключові слова: квазічастинки, наноструктури, теплопередача, одновимірний рух, центри розсіювання

Анотація

У статті представлено аналітичне дослідження одновимірних потоків балістичних квазічастинок у присутності центрів розсіювання. Така ситуація може реалізуватися при дуже низьких температурах або у системах дуже малих розмірів – наноструктурах. Для опису такої ситуації використовується підхід теплопередачі випромінюванням, що сходить до Казимира, в якому враховується взаємодія фононів з межами зразків, або, наприклад, підхід Ландауера, де введено ймовірність фононного переходу з початкового стану в кінцевий. У той же час існує проміжний режим, коли середній вільний пробіг фононів внаслідок їх взаємодії між собою, зрівнюється з розміром зразків. На сьогоднішній день опис цього режиму залишається досить складною проблемою для теоретичного чи чисельного розв’язання. У цій роботі ми пропонуємо імовірнісний підхід у моделі Ландауера для опису теплопередачі в одновимірному балістичному русі квазічастинок. В рамках теорії випадкових блукань розглядається модель послідовних центрів розсіювання. В результаті роботи отримано явний аналітичний вираз для залежності потоку квазічастинок від ймовірності розсіювання та кількості центрів розсіювання. Для пояснення фізичного сенсу отриманого результату проводиться порівняння з результатом ітераційного підходу. Отримані результати також використовуються для опису проблеми теплового потоку в багатошарових структурах, в якіх слід враховувати не тільки тепловий опір всередині шарів, але й опір Капіці між шарами. Обговорюється практичне застосування отриманих результатів до одновимірних наноструктур та до квазівимірних теплопровідних систем, розглядаються різні граничні випадки та проводиться порівняння з експериментальними даними.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

S.G. Das, A. Dhar, Eur. Phys. J. B, 85, 372, (2012). https://doi.org/10.1140/epjb/e2012-30640-x

Y.Q. Liu, D. Tainoff, M. Boukhari, J. Richard, A. Barski, P. Bayle-Guillemaud, E. Hadji, O. Bourgeois, IOP Conf. Ser., Mater. Sci. Eng. 68, 012005, (2014). https://doi.org/10.1088/1757-899X/68/1/012005

O. Bourgeois, D. Tainoff, A.Tavakoli, Y. Liu, C. Blanc, M. Boukhari, A. Barski, E. Hadji, C.R. Physique 17, 1154, (2016). https://doi.org/10.1016/j.crhy.2016.08.008

D.L. Nika, A.I. Cocemasov, A.A. Balandin, Physics Review B, 88, 035428, (2013). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.88.035428

J. Amrit, K. Nemchenko, T. Vikhtynska, J. App. Physics 129, 085105, (2021). https://doi.org/10.1063/5.0036935

J. Amrit J. Phys. D: Appl. Phys. 39, 4472, (2006). https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/20/026

Опубліковано
2021-07-16
Як цитувати
Амрит, Й., Медінцева, Т., Немченко, К., & Віхтинська, Т. (2021). Аналітичний розгляд переносу частинок в одновимірних наноструктурах. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», (34), 36-38. https://doi.org/10.26565/2222-5617-2021-34-06