Thermal conductivity of silicon: theoretical first principles study

• Autorzy: Andriyevsky B. , Stadnyk V.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.09.25

Warianty tytułu

PL

Przewodność termiczna krzemu: badania teoretyczne z pierwszych zasad

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

New version of the first principles molecular dynamics calculations of thermal conductivity of materials has been proposed and applied to the silicon crystals. The method proposed is based on the kinetic theory of phonon thermal conductivity and permits to calculate several material properties (specific heat, elastic constant, acoustic velocity, mean phonon relaxation time and coefficient of thermal conductivity) at certain temperature. The method has been applied to the silicon crystal and the results obtained have been found to be in satisfactory agreement with corresponding experimental data. The method proposed is promissing for the ab initio calculations of thermal conductivity of pure and doped semiconductors.

PL

Zaproponowano nowy sposób obliczeń metodą dynamiki molekularnej z pierwszych zasad współczynnika przewodności cieplnej materiału i zastosowano go do kryształów krzemu. Metoda bazuje na kinetycznej teorii fononowej przewodności cieplnej i daje możliwość obliczenia szeregu własności materiałowych (ciepła właściwego, współczynnika elastyczności, prędkości akustycznej, średniego czasu relaksacji fononów i współczynnika przewodności cieplnej) w określonej temperaturze. Metoda została zastosowana do kryształów krzemu a obliczone wielkości okazały się być zadowalająco bliskie do odpowiednich wartości eksperymentalnych. Zaproponowana metoda może być wykorzystana do obliczeń z pierwszych zasad przewodności cieplnej doskonałych i domieszkowanych półprzewodników.

Słowa kluczowe

EN

silicon; coefficient of thermal conductivity; molecular dynamics

PL

krzem; współczynnik przewodności cieplnej; dynamika molekularna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 9
• Strony: 95--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wykr.

Twórcy

autor

Andriyevsky B.

• Koszalin University of Technology, Faculty of Electronics and Computer Sciences, Śniadeckich str. 2, 75-453 Koszalin

autor

Stadnyk V.

• The Ivan Franko National University of Lviv, Faculty of Physics, Kyrylo-and-Mefodii Str. 8, UA-79005 Lviv, Ukraine

Bibliografia

• [1] Sackhouse S., Stixrude L., Reviews in Mineralogy & Geochemistry 71 (2010) 253
• [2] Green M.S., J. Chem. Phys. 22 (1954) 398
• [3] Kubo R., J. Phys. Soc. Japan 12 (1957) 570
• [4] Kubo R., Rep. Prog. Phys 29 (1966) 255
• [5] Kresse G., Joubert D., Phys. Rev. B 59 (1999) 1758; The guide of VASP, https://cms.mpi.univie.ac.at/marsweb/index.php
• [6] Blöchl P.E., Phys. Rev. B 50 (1994) 17953.
• [7] Róg T., Murzyn K., Hinsen K., Kneller G.R., J. Comput Chem. 24 (2003) 657
• [8] Kaerger J., Grinberg F., Heitjans P. (eds.). Diffusion fundamentals: Leipzig 2005, Leipzig University, 2005
• [9] Ziman J.M., Electrons and Phonons. Oxford University Press, Oxford, 2001
• [10] Okhotin A.S., Pushkarski i A.S., Gorbachev V.V., Thermophysical Properties of Semiconductors, Moscow, "Atom" Publ. House, 1972, (in Russian)
• [11] Desal P.D., J. Phys. Chem. Ref. Data 15 (1986) 967
• [12] Nikanorov S.P., Burenkov Yu.A., Stepanov A.V., Sov. Phys. Solid State 13 (1971) 2516
• [13] Glassbrenner C.J., Slack G.A., Phys. Rev. 134 (1964) A1058

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.