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Comparison of Atomistic and Continuum Methods for Calculating Ballistic Phonon Transmission in Nanoscale Waveguides

机译：计算纳米波导中弹道声子传输的原子和连续谱方法的比较

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We compare two methods for the calculation of mode dependent ballistic phonon transmission in nanoscale waveguides. The first method is based on continuum acoustic waveguide theory and uses an eigenmode expansion to solve for phonon transmission coefficients. The second method uses lattice dynamics (LD)-computed mode shapes to excite guided phonon wavepackets in a nonequilibrium molecular dynamics (MD) simulation and calculates phonon transmission from the final distribution of system energy. The two methods are compared for the case of shear-horizontal (SH) phonons propagating in a planar waveguide with a T-stub irregularity, a geometry which has been proposed for the tuning of phonon transmission and nanostructure thermal conductance. Our comparison highlights advantages and disadvantages of the two methods and illustrates regimes when atomistic effects are prominent and continuum approaches are not appropriate.
机译：我们比较了两种计算纳米级波导中与模式有关的弹道声子传输的方法。第一种方法基于连续声波导理论，并使用本征模展开来求解声子传输系数。第二种方法使用晶格动力学（LD）计算的模式形状在非平衡分子动力学（MD）模拟中激发导引的声子波包，并根据系统能量的最终分布计算声子传输。比较了两种方法，以用于在水平波导中传播的水平剪切（SH）声子具有T形不规则凹凸的情况，该几何形状已被提出用于调节声子的传输和纳米结构的热导。我们的比较突出了这两种方法的优缺点，并说明了当原子效应突出而连续谱方法不合适时的情况。

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