Effect of phonon interference on the thermal conductivity and heat carriers

Haoxue Han (1, 2, 3, 4)

1 CentraleSupélec
2 Université Paris-Saclay
3 UPMC - Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
4 Ecole Centrale Paris

Wave interference of phonons can modify the phonon spectrum and thereby the group velocity and phonon population. These wave interferences allow the flow of thermal energy to be manipulated by controlling the materials lattice thermal conductivity and using thermal mirrors to reflect thermal phonons.The technological application of the phonon interference in materials, such as enhanced thermoelectric energy conversion and improved thermal insulation,has thrusted the exploration for highly efficient wave interference materials. First, we provide a new approach to demonstrate that heat in solids can be manipulated like light.

L’interférence des ondes de phonon peut modifier le spectre de phonons et ainsi la vitesse de groupe et la population de phonons. Ces interférences permettent de manipuler le flux d’énergie thermique en contrôlant la conductivité thermique et en utilisant des miroirs pour réfléchir les phonons. L’application technologique de ces interférence de phonons dans les matériaux, par exemple l’amélioration des performances de conversion thermoélectrique et l’optimisation des propriétés d’isolant thermique de certains matériaux, a propulsé l’exploration des matériaux incluant les interférences de phonons plus efficaces.

Mots clés: molecular dynamics; nanoscience; phonon transport

Mots clés: Dynamique moléculaire

Domaines: Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]; Thermique [physics.class-ph]; Mécanique statistique [cond-mat.stat-mech]

Haoxue Han. Effect of phonon interference on the thermal conductivity and heat carriers. Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]. CentraleSupélec, Université Paris-Saclay, 2015. English. ⟨NNT : 2015SACLC002⟩. ⟨tel-01498792⟩