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Thermal conductivity in porous silicon nanowire arrays

机译：多孔硅纳米线阵列中的热导率

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The nanoscale features in silicon nanowires (SiNWs) can suppress phonon propagation and strongly reduce their thermal conductivities compared to the bulk value. This work measures the thermal conductivity along the axial direction of SiNW arrays with varying nanowire diameters, doping concentrations, surface roughness, and internal porosities using nanosecond transient thermoreflectance. For SiNWs with diameters larger than the phonon mean free path, porosity substantially reduces the thermal conductivity, yielding thermal conductivities as low as 1 W/m/K in highly porous SiNWs. However, when the SiNW diameter is below the phonon mean free path, both the internal porosity and the diameter significantly contribute to phonon scattering and lead to reduced thermal conductivity of the SiNWs.
机译：与整体值相比，硅纳米线（SiNWs）中的纳米级特征可以抑制声子传播并大大降低其热导率。这项工作使用纳秒瞬态热反射法测量了具有变化的纳米线直径，掺杂浓度，表面粗糙度和内部孔隙率的SiNW阵列沿轴向的热导率。对于直径大于声子平均自由程的SiNW，孔隙率大大降低了热导率，在高度多孔的SiNW中，热导率低至1 W / m / K。但是，当SiNW直径低于声子平均自由程时，内部孔隙率和直径都会显着影响声子散射，并导致SiNW的导热系数降低。

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