Исследовано влияние фокусировки фононов на анизотропию и температурные зависимости теплопроводности кремниевых нанопленок в трехмодовой модели Каллавея. Определены ориентации плоскостей пленок и направления потока тепла, обеспечивающие максимальный или минимальный теплоотвод от элементов кремниевых микросхем как при низких, так и при комнатных температурах. Показано, что при диффузном отражении фононов от границ наименьшей рассеивающей способностью (и максимальной теплопроводностью) обладает плоскость с ориентацией {100}, а максимальной рассеивающей способностью (и минимальной теплопроводностью) — плоскость с ориентацией {111}. В достаточно широких пленках величины теплопроводности в значительной степени определяются ориентацией плоскости пленки, тогда как для нанопроводов с квадратным сечением они зависят, главным образом, от направления теплового потока. Проанализировано влияние анизотропии упругой энергии на зависимости теплопроводности от геометрических параметров пленок. Определены температуры перехода от граничного рассеяния к объемным механизмам релаксации.
展开▼
