Савватеева М.В., Новотельнова А.В. Анизотропия теплопроводности наноструктур теллурида кадмия

Abstract
Композиционные материалы, содержащие нанотрубки CdTe, представляют значительный интерес и могут найти применение в электронике и фотонике. Данные об анизотропных тепловых свойствах нанотрубок CdTe и композитов их на базе необходимы для разработки наноразмерных электронных устройств.В данной работе проведены аналитические оценки влияния диаметра нанотрубок и температуры на анизотропию теплопроводности. Для оценки эффективной теплопроводности бездефектных одностенных наносвитков CdTe и влияния температуры на анизотропию коэффициента теплопроводности использован метод теории обобщённой проводимости. Метод предполагает рассмотрение теплообмена в дисперсной среде в рамках одной элементарной репрезентативной ячейки, моделирующей основные черты переноса тепла в среде в целом. Исследованы теплофизические свойства двумерных нанолистов CdTe, выращенных коллоидным методом, толщиной около 1 нм, равномерно сворачивающихся вдоль направления, образующих многослойные свиткообразные нанотрубки. Проведена оценка эффективной теплопроводности бездефектных одностенных наносвитков CdTe в продольном и поперечном направлениях относительно оси свертывания. В результате выявлена зависимость эффективной теплопроводности композитного материала от его диаметра и показано, что при увеличении диаметра наносвитков теплопроводность в продольном направлении нанотрубки падает за счёт уменьшения доли высокотеплопроводной стенки теллурида кадмия CdTe. Теплопроводность нанотрубки в поперечном направлении, более низкая по сравнению с теплопроводностью в продольном направлении. При увеличении диаметра нанотрубок от 5 нм до 30 нм продольная теплопроводность снижается от 5,7 до 1,2 Вт/(м⋅К), при этом поперечная теплопроводность изменяется в пределах от 1,5 до 0,6 Вт/(м⋅К). Проведена оценка влияния диаметра и температуры на анизотропию коэффициента теплопроводности наносвитков CdTe. Показано, что с повышением температуры коэффициент анизотропии теплопроводности снижается.