Effect of impurities on charge and heat transport in tubular nanowires
Source abstract
Abstract
Abstract We calculate the charge and heat currents carried by electrons, originating from a temperature gradient and a chemical potential difference between the two ends of tubular nanowires with different geometries of the cross-sectional areas: circular, square, triangular, and hexagonal. We consider nanowires based on InAs semiconductor material, and use the Landauer-Büttiker approach to calculate the transport quantities. We include impurities in the form of delta scatterers and compare their effect for different geometries. The results depend on the quantum localization of the electrons along the edges of the tubular prismatic shell. For example, the effect of impurities on the charge and heat transport is weaker in the triangular shell than in the hexagonal shell, and the thermoelectric current in the triangular case is several times larger than in the hexagonal case, for the same temperature gradient.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advanced Thermoelectric Materials and Devices · Thermal properties of materials · Nanowire Synthesis and Applications
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References (66)
Show source-provided references
1. Duan · Nature · 2003 · 425 · 27410.1038/nature01996 ↗
2. Park · Angew. Chem. Int. Ed. · 2007 · 46 · 75010.1002/anie.200603309 ↗
3. Germanium coated silicon nanowires as human respiratory sensing device
4. Fakhri · Sensors · 2022 · 22 · 634010.3390/s22176340 ↗
5. Zhou · Chem. Rev. · 2019 · 119 · 1104210.1021/acs.chemrev.9b00326 ↗
6. Yu · Adv. Energy Mater. · 2018 · 810.1002/aenm.201802369 ↗
7. Wang · Adv. Mater. · 2013 · 25 · 517710.1002/adma.201301943 ↗
8. Xu · Nat. Nanotechnol. · 2010 · 5 · 36610.1038/nnano.2010.46 ↗
9. Lu · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 84110.1038/nmat2028 ↗
10. Bansal · Nanotechnology · 2020 · 3110.1088/1361-6528/ab9da8 ↗
11. Alexsandro dos Santos · Nanoscale Adv. · 2021 · 3 · 325110.1039/D0NA00809E ↗
12. Yuan · ACS Appl. Nano Mater. · 2021 · 4 · 385210.1021/acsanm.1c00258 ↗
13. Hu · Nat. Nanotechnol. · 2007 · 2 · 62210.1038/nnano.2007.302 ↗
14. Kempa · Nano Lett. · 2008 · 8 · 345610.1021/nl8023438 ↗
15. Gao · J. Mater. Sci. Technol. · 2022 · 126 · 15210.1016/j.jmst.2022.03.012 ↗
16. Cui · Science · 2001 · 293 · 128910.1126/science.1062711 ↗
17. Boukai · Nature · 2008 · 451 · 16810.1038/nature06458 ↗
18. Hochbaum · Nature · 2008 · 451 · 16310.1038/nature06381 ↗
19. Li · Frontiers Mater. · 2021 · 8
20. Nam · Proc. Natl. Acad. Sci. · 2009 · 106 · 2103510.1073/pnas.0911713106 ↗
21. Snyder · Nat. Mater. · 2008 · 7 · 10510.1038/nmat2090 ↗
22. Peri · Nano Energy · 2022 · 10310.1016/j.nanoen.2022.107700 ↗
23. Heris · Nanotechnology · 2020 · 31
24. Schelling · Mater. Today · 2005 · 8 · 3010.1016/S1369-7021(05)70935-4 ↗
25. Heris · Surf. Interfaces · 2022 · 3010.1016/j.surfin.2022.101834 ↗
26. Gül · Phys. Rev. B · 2014 · 8910.1103/PhysRevB.89.045417 ↗
27. Haas · Nanotechnology · 2013 · 2410.1088/0957-4484/24/8/085603 ↗
28. Physical properties and structural stability of carbon nanotubes under extreme conditions
29. Li · Acta Mater. · 2022 · 22810.1016/j.actamat.2022.117776 ↗
30. Liu · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 219710.1039/b919260c ↗
31. Skákalová · Phys. Rev. B · 2006 · 7410.1103/PhysRevB.74.085403 ↗
32. Adler-Abramovich · Langmuir · 2006 · 22 · 131310.1021/la052409d ↗
33. Chunfeng · Mater. Lett. · 2007 · 61 · 90410.1016/j.matlet.2006.06.010 ↗
34. Blömers · Nanotechnology · 2012 · 24
35. Petronijevic · Opt. Express · 2017 · 25 · 1414810.1364/OE.25.014148 ↗
36. Chen · J. Appl. Phys. · 2002 · 91 · 321310.1063/1.1428807 ↗
37. Fan · Nanotechnology · 2006 · 17 · 515710.1088/0957-4484/17/20/020 ↗
38. Heurlin · Nano Lett. · 2015 · 15 · 246210.1021/nl5049127 ↗
39. Khosravi · Thin-Walled Struct. · 2020 · 14810.1016/j.tws.2019.106591 ↗
40. Torres · Phys. Rev. B · 2018 · 98
41. Sitek · Phys. Rev. B · 2015 · 9110.1103/PhysRevB.91.235429 ↗
42. Tian · Nano Lett. · 2012 · 12 · 649210.1021/nl304194c ↗
43. Manolescu · Phys. Rev. B · 2017 · 9610.1103/PhysRevB.96.125435 ↗
44. Klausen · Nanotechnology · 2020 · 31
45. Erlingsson · Phys. Rev. Lett. · 2017 · 11910.1103/PhysRevLett.119.036804 ↗
46. Mandl · Nano Lett. · 2006 · 6 · 181710.1021/nl060452v ↗
47. Tomioka · Nano Lett. · 2008 · 8 · 347510.1021/nl802398j ↗
48. Dick · Nano Lett. · 2010 · 10 · 349410.1021/nl101632a ↗
49. Ford · Nano Lett. · 2009 · 9 · 36010.1021/nl803154m ↗
50. Liu · Nano Res. · 2013 · 6 · 77510.1007/s12274-013-0356-0 ↗
51. Ziman · 2001
52. Choi · Nano Lett. · 2003 · 3 · 83910.1021/nl034161n ↗
53. Van Houten · Semicond. Sci. Technol. · 1992 · 7 · B21510.1088/0268-1242/7/3B/052 ↗
54. Molenkamp · Phys. Rev. Lett. · 1990 · 65 · 105210.1103/PhysRevLett.65.1052 ↗
55. Daday · Phys. Rev. B · 2011 · 8410.1103/PhysRevB.84.115311 ↗
56. Sitek · Nanotechnology · 2016 · 2710.1088/0957-4484/27/22/225202 ↗
57. Balaghi · Nat. Commun. · 2021 · 12 · 110.1038/s41467-021-27006-z ↗
58. Ramayya · IEEE Trans. Nanotechnol. · 2007 · 6 · 11310.1109/TNANO.2006.888521 ↗
59. Juntunen · Nanoscale · 2019 · 11 · 2050710.1039/C9NR06831G ↗
60. Estarellas · Superlattices Microstruct. · 2015 · 83 · 18410.1016/j.spmi.2015.03.025 ↗
61. Charge and heat currents in prismatic tubular nanowires
62. Zhou · Phys. Rev. B · 2011 · 83
63. Ren · Nano-Micro Lett. · 2014 · 6 · 30110.1007/s40820-014-0002-8 ↗
64. Sadi · Materials · 2019 · 12 · 12410.3390/ma12010124 ↗
65. Markussen · Phys. Rev. Lett. · 2007 · 9910.1103/PhysRevLett.99.076803 ↗
66. Fonoberov · Nano Lett. · 2006 · 6 · 244210.1021/nl061554o ↗