A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Minimizing Coherent Thermal Conductance by Controlling the Periodicity of Two-Dimensional Phononic Crystals (2019)

Tian, Y., Puurtinen, T. A., Geng, Z., & Maasilta, I. J. (2019). Minimizing Coherent Thermal Conductance by Controlling the Periodicity of Two-Dimensional Phononic Crystals. Physical Review Applied, 12(1), Article 014008. https://doi.org/10.1103/physrevapplied.12.014008

JYU-tekijät tai -toimittajat

Tian, Yaolan
Puurtinen, Tuomas
Geng, Zhuoran
Maasilta, Ilari

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Tian, Yaolan; Puurtinen, Tuomas A.; Geng, Zhuoran; Maasilta, Ilari J.

Lehti tai sarja: Physical Review Applied

ISSN: 2331-7019

eISSN: 2331-7019

Julkaisuvuosi: 2019

Volyymi: 12

Lehden numero: 1

Artikkelinumero: 014008

Kustantaja: American Physical Society

Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevapplied.12.014008

Julkaisun avoin saatavuus: 

Julkaisukanavan avoin saatavuus: 

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/65157

Rinnakkaistallenteen verkko-osoite (pre-print): https://arxiv.org/abs/1904.09102

Tiivistelmä

Periodic hole-array phononic crystals (PnCs) can strongly modify phonon dispersion relations and have been shown to influence thermal conductance coherently, especially at low temperatures where bulk scattering is suppressed. One very important parameter influencing this effect is the period of the structure. Here, we measure the subkelvin thermal conductance of nanofabricated PnCs with identical hole-filling factors but three different periodicities, of 4, 8, and 16μm, using superconducting tunnel-junction thermometry. We find that all the measured samples can suppress thermal conductance by an order of magnitude and have a lower thermal conductance than the previously measured smaller-period 1-μm and 2.4-μm structures. The 8-μm-period PnC gives the lowest thermal conductance of all the above samples and has the lowest specific conductance per unit heater length observed to date in PnCs. In contrast, coherent transport theory predicts that the longest period should have the lowest thermal conductance. Comparison with incoherent simulations suggests that diffusive boundary scattering is likely the mechanism behind the partial breakdown of the coherent theory.

YSO-asiasanat: nanorakenteet; lämmön johtuminen; fononit

Vapaat asiasanat: phononic crystals; thermal conductance

Liittyvät organisaatiot

Hankkeet, joissa julkaisu on tehty

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2019

JUFO-taso: 2