خواص فونونی و گرمایی یک نانوساختار نردبانی

در این مقاله با در نظر گرفتن تقریب هماهنگ و به کمک روش ماتریس انتقال، به بررسی خواص فونونی و گرمایی یک دستگاه نردبانی می پردازیم. ابتدا یک مدل متشکل از دو زنجیره اتمی نامحدود با جرم های متفاوت ارائه می کنیم، که در آن جرم ها به وسیله فنرهای همسایه اول و دوم به یکدیگر متصل شده اند. سپس طیف بسامد فونونی این دستگاه را به دست می آوریم. در ادامه اثر تغییرات جرم را بر بسامدهای ویژه بررسی می کنیم. پس از آن با استفاده از طیف بسامد، برای حالت خاصی که از اثر همسایه های دوم صرف نظر شده است، چگالی حالت های فونونی را محاسبه می کنیم. در نهایت رسانندگی گرمایی این نانوساختار را به دست می آوریم. نتایج نشان می دهند با افزایش نسبت جرم های زنجیره های اتمی، طیف بسامد فونونی دستگاه به سمت بسامدهای پایین تر میل می کند و در حالت حدی، گاف بسامد در طیف مشاهده می شود. همچنین در غیاب اثر همسایه دوم، افزایش قدرت فنر همسایه اول باعث ایجاد گاف در چگالی حالت ها شده، رسانندگی گرمایی را کاهش می دهد. در حالی که کاهش قدرت آن، باعث می شود رسانندگی افزایش یابد.