Anderson Localization Quenches Thermal Transport in Aperiodic Superlattices

Taneli Juntunen, Osmo Vänskä, Ilkka Tittonen

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

10 Sitaatiot (Scopus)
170 Lataukset (Pure)

Abstrakti

We show that aperiodic superlattices exhibit intriguing interplay between phononic coherent wave interference effects and incoherent transport. In particular, broadband Anderson localization results in a drastic thermal conductivity reduction of 98% at room temperature, providing an ultralow value of 1.3 W m-1 K-1, and further yields an anomalously large thermal anisotropy ratio of ∼102 in aperiodic Si/Ge superlattices. A maximum in the thermal conductivity emerges as an unambiguous consequence of phonon Anderson localization at a system length scale bridging the extended and localized transport regimes. The frequency-resolved picture, combined with our lattice dynamical description of Anderson localization, elucidates the rich transport characteristics in these systems and the potential of correlated disorder for sub- to few-THz phononic engineering of heat transport in thermoelectric applications.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli105901
Sivumäärä6
JulkaisuPhysical Review Letters
Vuosikerta122
Numero10
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 12 maaliskuuta 2019
OKM-julkaisutyyppiA1 Julkaistu artikkeli, soviteltu

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Anderson Localization Quenches Thermal Transport in Aperiodic Superlattices'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Projektit

    • 1 Päättynyt

    Valon konversio polttoaineiden tuotantoon optoelektronisten solutehtaiden avulla

    Tittonen, I., Selin, J., Tossi, C., Hällström, L., See, E., Koskinen, T. & Romppainen, H.

    01/01/201531/12/2018

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

    Laitteet

    Science-IT

    Mikko Hakala (Manager)

    Perustieteiden korkeakoulu

    Laitteistot/tilat: Facility

  • Siteeraa tätä