Heat Transport in Layered Semiconductors

Ha estat un objectiu de llarga durada dels físics entendre com flueix la calor i com afecta les propietats tèrmiques dels materials. Aquesta recerca ha estat impulsada no només per la recerca del coneixement, sinó també per la gran importància de la calor en la vida diària. El descobriment de nous m...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Varghese, Sebin
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2024
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/692946
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/692946
Access Level:acceso embargado
Palabra clave:Transport de calor
Heat transport
Transporte de calor
Semiconductors
Semiconductores
Hidrodinàmica dels fonons
Phonon hydrodynamics
Hidrodinámica de fonones
Ciències Experimentals
53
id ES_7ecce91c3232b940425a0800b0fb7b3a
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/692946
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Heat Transport in Layered Semiconductors
title Heat Transport in Layered Semiconductors
spellingShingle Heat Transport in Layered Semiconductors
Varghese, Sebin
Transport de calor
Heat transport
Transporte de calor
Semiconductors
Semiconductores
Hidrodinàmica dels fonons
Phonon hydrodynamics
Hidrodinámica de fonones
Ciències Experimentals
53
title_short Heat Transport in Layered Semiconductors
title_full Heat Transport in Layered Semiconductors
title_fullStr Heat Transport in Layered Semiconductors
title_full_unstemmed Heat Transport in Layered Semiconductors
title_sort Heat Transport in Layered Semiconductors
dc.creator.none.fl_str_mv Varghese, Sebin
author Varghese, Sebin
author_facet Varghese, Sebin
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Tielrooij , Klaas-Jan
Rodríguez Viejo, Javier
dc.subject.none.fl_str_mv Transport de calor
Heat transport
Transporte de calor
Semiconductors
Semiconductores
Hidrodinàmica dels fonons
Phonon hydrodynamics
Hidrodinámica de fonones
Ciències Experimentals
53
topic Transport de calor
Heat transport
Transporte de calor
Semiconductors
Semiconductores
Hidrodinàmica dels fonons
Phonon hydrodynamics
Hidrodinámica de fonones
Ciències Experimentals
53
description Ha estat un objectiu de llarga durada dels físics entendre com flueix la calor i com afecta les propietats tèrmiques dels materials. Aquesta recerca ha estat impulsada no només per la recerca del coneixement, sinó també per la gran importància de la calor en la vida diària. El descobriment de nous materials ha introduït desafiaments en la comprensió de propietats fonamentals com el transport de calor, alhora que ha obert camins per a avenços tecnològics. En aquesta tesi, investiguem les propietats de transport de calor d’una classe de materials laminars coneguts com dicalcogenurs de metalls de transició (TMDs). Estudiem aquests materials utilitzant dues tècniques òptiques diferents: la tècnica convencional de termometria Raman i una nova tècnica de termometria espaciotemporal pump-probe que hem desenvolupat. Amb aquesta nova tècnica, quantifiquem directament la difusivitat tèrmica en el pla dels TMDs. Les difusivitats tèrmiques obtingudes per a MoSe$_2$, fins a un gruix de 3 capes, són consistents amb els resultats obtinguts amb termometria Raman. Curiosament, en mostres monocapa i bicapa, observem una transició en el comportament del transport de calor: des de difusiu en mostres més gruixudes fins a viscós amb molt baixa difusivitat en mostres ultraprimes. Atribuïm aquest transport viscós al flux hidrodinàmic de la calor, un fenomen que mai s’havia observat en TMDs a cap temperatura.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024
2024
2024
2026
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/692946
url http://hdl.handle.net/10803/692946
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
eu_rights_str_mv embargoedAccess
dc.format.none.fl_str_mv 173 p.
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869411776686194688
spelling Heat Transport in Layered SemiconductorsVarghese, SebinTransport de calorHeat transportTransporte de calorSemiconductorsSemiconductoresHidrodinàmica dels fononsPhonon hydrodynamicsHidrodinámica de fononesCiències Experimentals53Ha estat un objectiu de llarga durada dels físics entendre com flueix la calor i com afecta les propietats tèrmiques dels materials. Aquesta recerca ha estat impulsada no només per la recerca del coneixement, sinó també per la gran importància de la calor en la vida diària. El descobriment de nous materials ha introduït desafiaments en la comprensió de propietats fonamentals com el transport de calor, alhora que ha obert camins per a avenços tecnològics. En aquesta tesi, investiguem les propietats de transport de calor d’una classe de materials laminars coneguts com dicalcogenurs de metalls de transició (TMDs). Estudiem aquests materials utilitzant dues tècniques òptiques diferents: la tècnica convencional de termometria Raman i una nova tècnica de termometria espaciotemporal pump-probe que hem desenvolupat. Amb aquesta nova tècnica, quantifiquem directament la difusivitat tèrmica en el pla dels TMDs. Les difusivitats tèrmiques obtingudes per a MoSe$_2$, fins a un gruix de 3 capes, són consistents amb els resultats obtinguts amb termometria Raman. Curiosament, en mostres monocapa i bicapa, observem una transició en el comportament del transport de calor: des de difusiu en mostres més gruixudes fins a viscós amb molt baixa difusivitat en mostres ultraprimes. Atribuïm aquest transport viscós al flux hidrodinàmic de la calor, un fenomen que mai s’havia observat en TMDs a cap temperatura.Ha sido un objetivo prolongado de los físicos entender cómo fluye el calor y cómo afecta las propiedades térmicas de los materiales. Esta búsqueda ha sido impulsada no solo por la búsqueda del conocimiento, sino también por la tremenda importancia del calor en la vida diaria. El descubrimiento de nuevos materiales ha introducido desafíos en la comprensión de propiedades fundamentales como el transporte de calor, al tiempo que ha abierto avenidas para avances tecnológicos. En esta tesis, investigamos las propiedades de transporte de calor de una clase de materiales estratificados conocidos como dicalcohenuros de metales de transición (TMDs). Estudiamos estos materiales utilizando dos técnicas ópticas diferentes: la técnica convencional de termometría Raman y una novedosa técnica de termometría de bomba-sonda espaciotemporal que hemos desarrollado. Con esta nueva técnica, cuantificamos directamente la difusividad térmica en el plano en los TMDs. Las difusividades térmicas obtenidas para MoSe\(_2\), hasta un grosor de 3 capas, son consistentes con los resultados obtenidos mediante termometría Raman. Interesantemente, en muestras de monocapa y bicapa, observamos una transición en el comportamiento del transporte de calor—de difusivo en muestras más gruesas a viscoso con una difusividad muy baja en muestras ultrafinas. Atribuimos este transporte viscoso al flujo hidrodinámico de calor, un fenómeno que nunca se ha observado en TMDs a ninguna temperatura.It has been a longstanding goal of physicists to understand how heat flows and how it affects the thermal properties of materials. This quest has been driven not only by the pursuit of knowledge but also by the tremendous importance of heat in daily life. The discovery of new materials has introduced challenges in understanding fundamental properties such as heat transport, while also opening avenues for technological advancements. In this thesis, we investigate the heat transport properties of a class of layered materials known as transition metal dichalcogenides (TMDs). We study these materials using two different optical techniques: the conventional technique of Raman thermometry and a novel spatiotemporal pump-probe thermometry technique that we have developed. With this new technique, we directly quantify the in-plane thermal diffusivity in TMDs. The thermal diffusivities obtained for MoSe$_2$, down to a thickness of 3 layers, are consistent with results obtained from Raman thermometry. Interestingly, in monolayer and bilayer samples, we observe a transition in heat transport behaviour—from diffusive in thicker samples to viscous with very low diffusivity in ultrathin samples. We attribute this viscous transport to the hydrodynamic flow of heat, a phenomenon that has never been observed in TMDs at any temperature.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en FísicaUniversitat Autònoma de BarcelonaTielrooij , Klaas-JanRodríguez Viejo, Javier2024202420242026info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion173 p.application/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/692946TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésL'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessoai:www.tdx.cat:10803/6929462026-06-14T12:46:07Z
score 15,811543

Similares en LA Referencia