بررسی ترابرد فونونی و خواص گرمایی یک نانو ساختار

thesis
abstract

این تحقیق با هدف بررسی خواص فونونی و گرمایی نانو ساختارها از جمله طیف بسامد فونونی، چگالی حالت های فونونی، ضریب عبور فونونی و رسانندگی گرمایی انجام شده است. روشی که به کار برده می شود، روش ماتریس انتقال است. محاسبات در تقریب هماهنگ و با در نظر گرفتن اثر همسایه ی نزدیک انجام شده است. مطلب ابتدا با نانو ساختارهای یک بعدی آغاز شده، خواص فونونی و گرمایی زنجیره های اتمی در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با تعمیم مسئله به نانو ساختارهای سه بعدی، خواص گرمایی نانو بلورها بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که عوامل محیطی مانند نیروی اتلاف محیط و عوامل ساختاری مانند جرم و ثابت نیروهای بین اتمی در یک نانو ساختار، بر خواص فونونی آن موثرند. برای نمونه در بررسی ساختارهای یک بعدی می توان به این مورد اشاره کرد که افزایش جرم اتم های یک زنجیره، باعث کاهش ضریب عبور فونونی و در نتیجه رسانندگی گرمایی می شود. همچنین افزایش ثابت نیروهایی که یک زنجیره را به دو زنجیره ی هادی متصل می کنند نیز، باعث کاهش ترابرد فونونی و رسانندگی گرمایی خواهند شد. با اعمال یک نیروی اتلاف بسیار کوچک، کاهش ضریب عبور و رسانندگی گرمایی به وضوح قابل مشاهده است. بررسی خواص فونونی نانو بلورها نیز نتایج مشابهی به دست می دهد. از آن جمله می توان به این مورد اشاره کرد که افزایش بسامد نوعی اتم های سطح مقطع یک نانو بلور، باعث کاهش ضریب عبور فونونی و رسانندگی گرمایی شده است. در حالی که افزایش طول یک نانو بلور تأثیر چندانی بر رسانندگی گرمایی نداشته و تنها باعث ایجاد تشدیدهای بیشتری در نمودار ضریب عبور فونونی می شود. با افزایش ثابت نیروهای اتصال دهنده ی یک نانو بلور متناهی به نانو بلورهای متصل، رسانندگی گرمایی کاهش می یابد. همچنین برای چنین دستگاهی مشاهده می شود، افزایش جرم نانو بلور مرکزی باعث کاهش ضریب عبور و رسانندگی گرمایی شده و در حالت حدی مانند یک سد بزرگ از عبور موج فونونی جلوگیری می کند.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

خواص فونونی و گرمایی یک نانوساختار نردبانی

 In this paper, we study the phonon thermal properties of a ladder nanostructure in harmonic approximation. We present a model consisting of two infinite chains with different masses. Then, we investigate the effect of different masses on the phonon spectrum. Moreover, as a specific case, in the absence of the second neighbor interaction, we calculate the phonon density of states/modes. Finally...

full text

اثر پارامترهای کشسانی و ساختاری بر خواص فونونی و گرمایی یک نانو بلور با ساختار مکعبی ساده

In this paper, we study the phonon and thermal properties of a nanocrystal by using transfer matrix method in the harmonic approximation. The considered system is a mass-spring nanocrystal with a square cross section. At first, for the ideal case, we obtain the phonon spectrum with free boundary conditions. Then we calculate some phonon transport properties of this system, namely, the phonon de...

full text

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 ا...

full text

اثر پارامترهای کشسانی و ساختاری بر خواص فونونی و گرمایی یک نانو بلور با ساختار مکعبی ساده

در این مقاله با استفاده از روش ماتریس انتقال در تقریب هماهنگ، به مطالعه خواص فونونی و گرمایی یک نانو بلور می پردازیم. سامانه مورد بررسی یک بلور جرم - فنر با ساختار مکعبی ساده و با سطح مقطع مربعی است. ابتدا برای چنین دستگاهی در حالت ایده آل، طیف بسامد فونونی را در شرایط مرزی باز به دست می آوریم. سپس خواص ترابرد فونونی نانو ساختار از جمله چگالی حالت ها و ضریب عبور فونونی را در شرایط مختلف فیزیکی ...

full text

ترابرد الکترونی یک نانو ساختار نردبانی در حضور نقص‌های شبکه‌ای

 The present research studied the electronic transport of an ideal infinite ladder nanostructure in the presence/absence of network defects by using Green’s function method at the tight-binding approximation. The network defects can be simulated by considering a finite ladder which is connected via two contacts to two similar infinite ladders. The results showed that the hopping energy of rungs...

full text

اثر ناهنجاری‎های کوهن بر ترابرد فونونی یک زنجیره جرم- فنر

 In this paper, we investigate the phonon transmission coefficient of a mass-spring in the presence of Kohn interaction by using Green’s function method within the harmonic approximation. This system is embedded between two simple phononic leads including only the nearest neighbor interactions. The results show that the presence of Kohn and the nearest neighbor interactions in the center wire m...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهرکرد - دانشکده علوم پایه

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023