Phonon thermal conductivity of thin crystalline films

Abstract

In this paper we have analyzed phonon thermal conductivity of thin crystalline films, i.e. of low-dimensional structures with dimensional parameters significantly decreased in only one direction. Finding of coefficient of thermal conductivity is achieved by deriving phonon coefficient of diffusion, phonon specific heat and specific density for explored structure. Coefficient of diffusion is derived by applying method of Green functions, using Kubo formula. Then reduced thermal conductivities for film and bulk structures were compared for wider temperature interval. In the last section an influence of changes of heat conductivity on the boundaries is analyzed.

U radu je analizirana fononska toplotna provodnost u kristalnim filmovima, tj. niskodimenzionim strukturama kod kojih su dimenzioni parametri značajno smanjeni samo u jednom pravcu. Određivanje koeficijenta toplotne provodnosti je vršeno određivanjem koeficijenta difuzije fonona, fononske specifične toplote i masene gustine za datu strukturu. Koeficijent difuzije je naen metodom Grinovih funkcija, korišćenjem Kubo formule. Izvršena su poređenja redukovanih toplotnih provodnosti filma i neprekidnih (balk) struktura za širi temperaturski interval. U poslednjem delu je analiziran uticaj promena na granicama na toplotnu provodnost.