Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work the thermal conductivity κ of Si nanowires using molecular dynamics simulations is calculated using the Müller-Plathe method. We show that at 500 K, κ for crystaline Si is 121; 557 W/mK, while for nanowires, with 54; 300 nm of length and square section of 4; 717 nm2, value is 3; 419 - 0; 053 W/mK, demonstrating a reduction
of two orders of magnitude relative to crystal Si. Variations in length, diameter and temperature are studied and the results follow the macroscopic characteristics,
where κ in nanowires is directly proportional to length and diameter and inversely proportional to temperature. However, an increase of 45% for κ in nanowires with
growth direction [110] in relation to the directions [100] and [111] is found. The values of κ for nanowires with length 54; 300 nm and the growth direction [110] is about
4; 941 - 0; 107 W/mK, while in the direction [111] is about 3; 406 - 0; 087 W/mK. A brief study of the geometric shape of the cross section of the nanowires is performed, with
a reduction of 20% is calculated on nanowires with cylindrical and rhombic section nanowires compared to same diameter and square section. The values found for κ
are 2; 663-0; 043 W/mK and 2; 811-0; 038 W/mK for cylindrical nanowires and rhombohedral,
respectively. / Neste trabalho é calculada a condutividade térmica κ de nanofios de Si através de simulações por dinâmica molecular, utilizando o método de Müller-Plathe. Mostramos que a 500 K, para o cristal de Si κ é igual a cerca de 121; 557 W/mK, enquanto que para nanofios, com comprimento de 54; 300 nm e seção reta quadrada de 4; 717 nm2, o valor é de 3; 419 - 0; 053 W/mK, demonstrando uma redução de duas ordens de grandeza em relação ao cristal de Si. Variações de comprimento, diâmetro e temperatura são estudadas e os resultados seguem as características macroscópicas, havendo uma relação diretamente proporcional de κ com o comprimento e o diâmetro dos nanofios e inversamente proporcional a temperatura. Entretanto, um aumento
de 45% de κ nos nanofios com direção de crescimento [110] em relação às direções [100] e [111] foi encontrado. O valore de κ para nanofios com comprimento de 54; 300 nm e direção de crescimento [110] é cerca de 4; 941-0; 107 W/mK, enquanto que para a direção [111] é cerca de 3; 406-0; 087 W/mK. Um breve estudo da forma geométrica da seção reta dos nanofios é realizado, havendo uma redução de 20% calculada em
nanofios com seção cilíndrica e romboédrica em comparação a nanofios de seção quadrada e mesmo diâmetro. Os valores encontrados para κ são de 2; 663 - 0; 043
W/mK e 2; 811-0; 038 W/mK para os nanofios cilíndricos e romboédricos, respectivamente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/9239 |
| Date | 15 May 2014 |
| Creators | Lorenset, Guilherme Aluizio Steffens |
| Contributors | Silva, Leandro Barros da, Calegari, Eleonir João, Wrasse, Ernesto Osvaldo |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Física, UFSM, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100500000006, 400, 300, 300, 300, 300, da4a5314-c9ef-4f01-8ec3-96344d115785, ae64793f-bf59-421c-bb3b-9df5b503dc61, b1b7fd5e-74b1-4c31-a40c-bf85e3530c8f, 903fdf65-2769-494f-8214-f7f7b05b3def |
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