Thermal conductivity model for nanoporous thin films

فیلم های نازک نازک به خاطر هدایت حرارتی بسیار پایین و کاربردهای بالقوه در عایق های حرارتی نازک و ترموالکتریک توجه زیادی را جلب کرده اند. اگر چه برخی مطالعات عددی و تجربی در مورد هدایت حرارتی فیلمهای نازک نازک وجود دارد، اما یک مدل ساده برای پیش بینی مستقیم وجود دارد. در این مقاله با استفاده از پراکندگی فونون پراکندگی به علت پراکندگی مرز ضخامت فیلم، پراکندگی نانوذره و پراکندگی فونون-فونون داخلی وابسته به فرکانس، یک مدل بدون پارامتر مناسب بر اساس تئوری جنبشی انتقال فونون برای پیش بینی هر دو درون هواپیما و هدایت حرارتی متقاطع فیلم های نازک نازک. با پارامترهای ورودی مانند ثابت های شبکه، هدایت حرارتی و سرعت گروه فونون های آکوستیک سیلیکون فله، مدل ما یک توافق خوب با نتایج تجربی و عددی موجود در فیلم های نازک سیلیکون نانو است. این نشان می دهد که اثر اندازه پراکندگی مرز ضخامت فیلم نه تنها به ضخامت فیلم، بلکه همچنین بر اندازه نانوپور بستگی دارد و یک نانوپور بزرگتر منجر به اثر بزرگتر اندازه ضخامت فیلم می شود. مدل ما همچنین نشان می دهد که ساختارهای بهینه مطلوب برای بدست آوردن پایین ترین هدایت حرارتی در هواپیما و متقابل هواپیما وجود دارد.