بررسی رسانش گرمایی و یکسوسازی گرما در نانوسیم های سیلیکونی به روش شبیه سازی دینامیکم مولکولی

امروزه مقدار سوخت های فسیلی به عنوان منبع اصلی انرژی روز به روز در حال کاهش است و با توجه به تقاضای روز افزون به انرژی، مواد نانومقیاس مانند نانو سیم های سیلیکونی به عنوان مواد ترموالکتریک کارآمد، مورد توجه ویژه ی پژوهشگران قرار گرفته اند. چراکه نانوسیم های دارای نقص، به خاطر پراکندگی فنون ها در مرزهای ایجاد شده رسانش گرمایی بسیار پایینی نسبت به حالت توده ای خود دارند، ولی ویژگی های الکتریکی این ساختارها به طور قابل ملاحظه ای تغییر نمی کند. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی غیر تعادلی اثر پارامترهای مختلفی مانند ناخالصی و پیچش محوری را بر رسانش گرمایی نانوسیم سیلیکونی در سه جهت کریستالی [100]، [110]، [111] بررسی کرده ایم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش درصد ناخالصی و زاویه ی پیچش رسانش گرمایی نانوسیم سیلیکونی در هر سه جهت کریستالی کاهش می یابد در نتیجه می توان رسانش گرمایی این ساختارها را تنظیم نمود تا بازدهی ترمو الکتریسیته ی آن بهبود یابد. در ادامه نشان داده ایم که نانوسیم های سیلیکونی تلسکوپی می توانند به عنوان یکسوساز های گرما عمل کنند و پتانسیل های کاربردی فراوانی در شاخه ی فونونیک داشته باشند.

کلیدواژه ها:

نانوسیم سیلیکونی ، شبیه سازی دینامیک مولکولی ، رسانش گرمایی ، یکسوسازی گرما