Molecular dynamics simulations of the indium arsenide nanotubes show that the nanotubes with a proper engineering of a hole position can reduce the thermal conductivity of the nanowires by up to 53% (with a 17% reduction in the nanowire cross section). This significant heat flow reduction is a result of the large local heat flux of the interior atoms being removed and the asymmetry of the nanotube with the introduction and displacement of a hole, as well as the usual increased surface area to volume ratio for nanotubes. In particular, we find that the tuning of nanotube geometry, while maintaining the total surface area to volume ratio fixed, can lower the thermal conductivity by as much as 30%, a point that was neglected in previous studies. We expect that this mechanism of heat transport in InAs nanotubes can be applied to other thermoelectric materials such as silicon nanowires and nanotubes to reduce a lattice thermal conductivity even further.
InAs나노튜브에 대한 분자동역학적 분석은 그 열전도율이 기존 InAs나노와이어의 경우에 비해 53% 감소함을 보이고 있다(단면적의 17% 제거 시). 이러한 열전도율의 감소는 높은 열의 흐름을 보이던 내부 원자의 층들이 제거 되고, 그에 따라 전체 부피에 대한 단면적의 비율이 높아짐과 더불어 제거되는 원자들의 위치에 따른 대칭의 깨짐에 기인한다. 특히 물질 구조의 대칭 깨짐에 의해서 열전도율이 무려 30% 추가적으로 감소하게 되는 현상은 이전의 연구들에서는 간과되어 온 부분이다. 이러한 나노 물질에서의 대칭 깨짐에 의한 열전도율 감소는 InAs 나노튜브 그 자체뿐만 아니라 실리콘 나노와이어 등의 다른 물질에 대해서도 적용되어 열전재료로서의 높은 ZT 값을 획득 하기 위해 격자 열전도율을 낮추기 위한 하나의 방법으로써 기대되는 바이다.
