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Enregistrement W3164406258 · doi:10.1103/physrevb.104.075440

Nanotube heat conductors under tensile strain: Reducing the three-phonon scattering strength of acoustic phonons

2021· article· en· W3164406258 sur OpenAlexafffund

Notice bibliographique

RevuePhysical review. B./Physical review. B · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueThermal properties of materials
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanada First Research Excellence Fund
Mots-clésAnharmonicityPhononThermal conductivityScatteringCarbon nanotubeThermal conductionPhonon scatteringUltimate tensile strengthNanotube

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Acoustic phonons play a special role in lattice heat transport, and confining these low-energy modes in low-dimensional materials may enable nontrivial transport phenomena. By applying lowest-order anharmonic perturbation theory to an atomistic model of a carbon nanotube, we investigate numerically and analytically the spectrum of three-phonon scattering channels in which at least one phonon is of low energy. Our calculations show that acoustic longitudinal (LA), flexural (FA), and twisting (TW) modes in nanotubes exhibit a distinct dissipative behavior in the long-wavelength limit, $|k|\ensuremath{\rightarrow}0$, which manifests itself in scattering rates that scale as ${\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}}_{\mathrm{LA}}\ensuremath{\sim}{|k|}^{\ensuremath{-}1/2}, {\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}}_{\mathrm{FA}}\ensuremath{\sim}{k}^{0}$, and ${\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}}_{\mathrm{TW}}\ensuremath{\sim}{|k|}^{1/2}$. These scaling relations are a consequence of the harmonic lattice approximation and critically depend on the condition that tubes are free of mechanical strain. In this regard, we show that small amounts of tensile lattice strain $\ensuremath{\epsilon}$ reduce the strength of anharmonic scattering, resulting in strain-modulated rates that, in the long-wavelength limit, obey $\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}\ensuremath{\sim}{\ensuremath{\epsilon}}^{r}{|k|}^{s}$ with $r\ensuremath{\le}0$ and $s\ensuremath{\ge}1$, irrespectively of acoustic mode polarization. Under the single-mode relaxation time approximation of the linearized Peierls-Boltzmann equation (PBE), the long-tube limit of lattice thermal conductivity in stress-free and stretched tube configurations can be unambiguously characterized. Going beyond relaxation time approximations, analytical results obtained in the present study may help to benchmark numerical routines which aim at deriving the thermal conductivity of nanotubes from an exact solution of the PBE.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,028
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,037
Tête enseignante GPT0,335
Écart entre enseignants0,298 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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