Thermal transport across a vacuum gap between two reconstructed Si-nanomembranes

Revista con referato

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Detalles Bibliográficos
Autores principales: Mancardo Viotti, Agustin Matias, Bea, Edgar Alejandro, Monastra, Alejandro Gabriel, Carusela, María Florencia
Formato: Artículo publishedVersion
Lenguaje:Inglés
Publicado: Elsevier Science 2026
Materias:
Nanostructures
Thermal transport
Low dimensional systems
Ingeniería de los Materiales
Otras Ingeniería de los Materiales
Acceso en línea:http://repositorio.ungs.edu.ar:8080/xmlui/handle/UNGS/2706
Aporte de:
Repositorio Institucional Digital de Acceso Abierto (UNGS) de Universidad Nacional de General Sarmiento
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spelling I71-R177-UNGS-27062026-01-14T18:19:29Z Thermal transport across a vacuum gap between two reconstructed Si-nanomembranes Mancardo Viotti, Agustin Matias Bea, Edgar Alejandro Monastra, Alejandro Gabriel Carusela, María Florencia Nanostructures Thermal transport Low dimensional systems Ingeniería de los Materiales Otras Ingeniería de los Materiales Revista con referato Fil: Carusela, María Florencia. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Fil: Carusela, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fil: Mancardo Viotti, Agustin Matías. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Fil: Mancardo Viotti, Agustin Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Fil: Monastra, Alejandro Gabriel. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Fil: Monastra, Alejandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. En este trabajo, examinamos la energía de interacción entre dos nanomembranas de silicio reconstruidas mediante un enfoque de enlace fuerte basado en la densidad funcional (DFTB), centrándonos en su impacto en la conductancia térmica a través de un nanogap. Al combinar el método DFTB con un modelo atomístico armónico, calculamos los modos vibracionales (fonones) y los tiempos de equilibrio, que están directamente relacionados con la conductancia térmica. Nuestros hallazgos muestran que la reconstrucción de la superficie y la alineación relativa de las estructuras diméricas enfrentadas influyen significativamente en la contribución fonónica a la conductancia térmica. Si bien el modelo armónico simplifica las interacciones del sistema real, nuestros resultados concuerdan con estudios previos, lo que demuestra que este modelo captura aspectos clave de la transferencia de calor mediada por fonones. En resumen, nuestro enfoque proporciona un método computacionalmente eficiente para comprender la transferencia de calor fonónica a través de nanogaps, con implicaciones para el diseño de sistemas de gestión térmica a nanoescala. In this work we examine the interaction energy between two reconstructed silicon nanomembranes using a density-functional-based tight-binding (DFTB) approach, focusing on its impact on thermal conductance across a nanogap. By coupling the DFTB method with a harmonic atomistic model, we calculate the vibrational modes (phonons) and the equilibration times, which are directly related to the thermal conductance. Our findings show that surface reconstruction and the relative alignment of facing dimer structures significantly influence the phononic contribution to thermal conductance. Although the harmonic model simplifies the interactions of the real system,our results agree well with previous studies, demonstrating that this model captures key aspects of phonon-mediated heat transfer. Overall, our approach provides a computationally efficient method for understanding phononic heat transfer across nanogaps, with implications for designing nanoscale thermal management systems. 2026-01-14T18:19:29Z 2026-01-14T18:19:29Z 2025 info:eu-repo/semantics/article info:ar-repo/semantics/artículo info:eu-repo/semantics/publishedVersion Mancardo Viotti, A. M., Bea, E. A., Monastra, A. G. y Carusela, M. F. (2025). Thermal transport across a vacuum gap between two reconstructed Si-nanomembranes. Physica E, 171(116232), 1-9. 1386-9477 http://repositorio.ungs.edu.ar:8080/xmlui/handle/UNGS/2706 eng http://dx.doi.org/10.1016/j.physe.2025.116232 info:eu-repo/semantics/restrictedAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Elsevier Science Physica E. Jun. 2025; 171(116232): 1-9 https://www.sciencedirect.com/journal/physica-e-low-dimensional-systems-and-nanostructures/vol/171/suppl/C
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