Stronger role of four-phonon scattering than three-phonon scattering in thermal conductivity of III-V semiconductors at room temperature

声子 声子散射 散射 热导率 凝聚态物理 材料科学 半导体 物理 光学 光电子学 复合材料
作者
Xiaolong Yang,Tianli Feng,Ju Li,Xiulin Ruan
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:100 (24) 被引量:132
标识
DOI:10.1103/physrevb.100.245203
摘要

Recent studies reveal that four-phonon scattering is generally important in determining thermal conductivities of solids. However, these studies have been focused on materials where thermal conductivity $\kappa$ is dominated by acoustic phonons, and the impact of four phonon scattering, although significant, is still generally smaller than three-phonon scattering. In this work, taking AlSb as example, we demonstrated that four-phonon scattering is even more critical to three-phonon scattering as it diminishes optical phonon thermal transport, and therefore significantly reduces the thermal conductivities of materials in which optical branches have long three-phonon lifetimes. Also, our calculations show that four-phonon scattering can play an extremely important role in weakening the isotope effect on $\kappa$. Specifically, four-phonon scattering reduces the room-temperature $\kappa$ of the isotopically pure and natural-occurring AlSb by 70$\%$ and 50$\%$, respectively. The reduction for isotopically pure and natural-occurring c-GaN is about 34$\%$ and 27$\%$, respectively. For isotopically-pure w-GaN, the reduction is about 13$\%$ at room temperature and 25$\%$ at 400 K. These results provided important guidance for experimentalists for achieving high thermal conductivities in III-V compounds for applications in semiconductor industry.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ZW完成签到 ,获得积分10
刚刚
liuzhigang完成签到 ,获得积分0
刚刚
1秒前
轻松书白完成签到,获得积分10
1秒前
乐乐乐完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
wwwzy1996发布了新的文献求助10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
孤独巡礼完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
aayy发布了新的文献求助10
6秒前
大王完成签到,获得积分10
6秒前
huibzh发布了新的文献求助10
6秒前
你好完成签到,获得积分10
7秒前
商毛毛完成签到,获得积分10
8秒前
不倦应助刘可采纳,获得10
10秒前
wwwzy1996完成签到,获得积分10
10秒前
米浆完成签到 ,获得积分10
10秒前
JunHan发布了新的文献求助10
11秒前
宵宵完成签到 ,获得积分10
11秒前
由哎完成签到,获得积分10
12秒前
古丁完成签到,获得积分10
12秒前
传奇3应助喏晨采纳,获得30
13秒前
李健应助牧万万采纳,获得10
14秒前
111完成签到 ,获得积分10
15秒前
17秒前
CodeCraft应助zhangz采纳,获得30
20秒前
我是老大应助君故采纳,获得10
20秒前
21秒前
龙龙冲发布了新的文献求助50
21秒前
22秒前
adkdad完成签到,获得积分10
22秒前
XRQ完成签到 ,获得积分10
23秒前
小蘑菇应助maoxinnan采纳,获得10
23秒前
25秒前
小样完成签到,获得积分10
25秒前
jiajia完成签到,获得积分10
25秒前
momoni完成签到 ,获得积分10
26秒前
辛勤寻凝应助对称破缺采纳,获得10
26秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5408439
关于积分的说明 15345013
捐赠科研通 4883738
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625271
邀请新用户注册赠送积分活动 1574132
关于科研通互助平台的介绍 1531071