Effects of quantum corrections and isotope scattering on silicon thermal properties
Notice bibliographique
Résumé
A quantum correction procedure is proposed to correct silicon thermal properties estimated with molecular dynamics (MD). The procedure considers the energy quantization per mode basis and the anharmonic nature of the potential energy function (including the thermal expansion of the crystal) and is applied to reported thermal properties of silicon estimated with MD in ref. [11], such as temperature, specific heat and thermal conductivity. The procedure facilitates the use of these properties as input to faster numerical methods, such as those based on the Boltzmann transport equation under the single relaxation time approximation. In addition, the effect of isotope scattering is included in reported values of phonon-phonon relaxation times. The effects of the correction procedure and the scattering with isotopes are analyzed in terms of the change of phonon specific heat, mean free path and thermal conductivity. We have found that the application of quantum corrections yields a significant reduction in the contribution of high-frequency modes to the overall thermal conductivity. This contribution is further reduced by the inclusion of isotope scattering. At 220 K, the total contribution of optical modes reduces from 12.3 % (before quantum corrections) to 5.8 %; and to 2 % when the isotope scattering is also considered. The quantum corrections and the inclusion of isotope scattering are found to bring the estimated thermal conductivity into close agreement with experimental values. The relative contributions of the acoustic and optical modes after quantum corrections agrees very well with recently reported ab initio results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».