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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
CipherSage应助我是一只猫采纳,获得10
刚刚
无花果应助cbz采纳,获得10
1秒前
yudabaoer发布了新的文献求助10
1秒前
安静代萱完成签到 ,获得积分10
1秒前
华仔应助张中山采纳,获得10
2秒前
泡芙完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
orixero应助姚友进采纳,获得10
3秒前
不倦发布了新的文献求助10
5秒前
研晓晓发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
踏实天亦完成签到,获得积分10
6秒前
xunuo完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
xuexuezi关注了科研通微信公众号
9秒前
求助者发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
55关注了科研通微信公众号
11秒前
11秒前
背后橘子完成签到,获得积分10
12秒前
豆豆发布了新的文献求助10
12秒前
Owen应助清新的问枫采纳,获得10
12秒前
尔玉完成签到 ,获得积分10
13秒前
cbz发布了新的文献求助10
13秒前
cj完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
16秒前
ganymede完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
Youngboom发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
从容栾发布了新的文献求助10
19秒前
共享精神应助贝湾采纳,获得10
20秒前
Ava应助贝湾采纳,获得10
20秒前
21秒前
许子健发布了新的文献求助10
21秒前
glycine发布了新的文献求助10
21秒前
cj发布了新的文献求助10
22秒前
charles发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
高分求助中
(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
Fermented Coffee Market 2000
微纳米加工技术及其应用 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 420
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5289591
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4441121
关于积分的说明 13826643
捐赠科研通 4323520
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2373234
邀请新用户注册赠送积分活动 1368631
关于科研通互助平台的介绍 1332534