Interaction of phonons with spherical nanoparticles embedded densely in simple crystalline matrix. Case of nitrogen-palladium nanocomposite

Автор(и)

  • R. V. Nikonkov Institute of Low Temperatures and Structure Research, Polish Academy of Sciences, PN 1410, 50-950 Wroclaw, Poland
  • P. Stachowiak Institute of Low Temperatures and Structure Research, Polish Academy of Sciences, PN 1410, 50-950 Wroclaw, Poland

Ключові слова:

thermal conductivity, nanocomposite, palladium nanospheres, phonon scattering, low temperature

Анотація

Наведено результати експериментальних досліджень теплопровідності нанокомпозитів зі сферичних наночастинок паладію, які вбудовані у структуру кристалічного азоту. Дослідження здійснено на зразках, що містили наносфери Pd діаметрами 6, 8, 10, 12, 18 та 24 нм при частці паладію 15% від об’єму нанокомпозиту. Вимірювання проведено методом стаціонарного теплового потоку в інтервалі температур 2–35 К. Для аналізу результатів експерименту використовували апроксимацію часу релаксації в рамках моделі Дебая теплопровідності. Аналіз показує, що фонони азотної матриці можуть ефективно взаємодіяти зі сферичними наночастинками принаймні за чотирма різними механізмами. Два з цих механізмів: дифузне розсіювання на межі двох середовищ (якими є матриця та матеріал наночастинки) та результат коливальної взаємодії фононів наночастинки з фононами матриці, призводять до зменшення теплопровідності нанокомпозиту. Інші два механізми розглядатимуться як процеси нетермічного резистивного розсіювання: перший — це дзеркальне розсіювання матричних фононів матрицею та поверхнею матеріалу наночастинок. Другий — це пряме розсіювання, при якому матричний фонон проникає в наночастинку, а потім проникає в іншу без будь-якої резистивної взаємодії з фононами кристалічної матриці. Аналіз показує, що в досліджених нанокомпозитах нерезистивні процеси зустрічаються значно частіше, ніж резистивні. Такий висновок повністю узгоджується з результатами аналізу довжини вільного пробігу фононів у композиті кристал азоту–наносфери паладію.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Downloads

Опубліковано

2022-08-25

Як цитувати

(1)
Nikonkov, R. V. .; Stachowiak, P. . Interaction of Phonons With Spherical Nanoparticles Embedded Densely in Simple Crystalline Matrix. Case of Nitrogen-Palladium Nanocomposite. ФНТ 2022, 48, 905–912.

Номер

Розділ

Наноструктури при низьких температурах