Влияние морфологии поверхности и границ раздела на продольную фононную теплопроводность в тонкопленочных структурах Ge(001) и Si/Ge(001)

Методом неравновесной молекулярной динамики проведено исследование продольной фононной теплопроводности при 300 K в наноразмерных гомогенных Ge(001) и слоистых Si/Ge(001) пленках с $p$ (2$\times$1) поверхностной реконструкцией вдоль различных направлений. Установлено появление анизотропии теплового транспорта в рассматриваемых пленках, которая обусловлена как морфологией поверхности, так и резкими Si/Ge границами раздела. Для направления, когда димеры и Si–Ge-связи на границе раздела лежат в плоскости, параллельной направлению теплового потока, наблюдается наименьшая теплопроводность ($\sim$5–18 Вт/(м$\cdot$K) в диапазоне от $\sim$1 до 27 нм). Показано, что для пленок с толщинами $>$13 нм для всех направлений слоистые пленки обладают меньшей теплопроводностью по сравнению с гомогенными. При этом роль морфологии поверхности и границ раздела сводится к различной степени локализации фононов и компенсации более теплопроводящих слоев Si соответственно.