The specific heat of thin films

Abstract

The specific heat of thin films is studied theoretically. It is based on the preliminary study of the problem of thermal vibrations in thin films. After obtaining the dispersion relations, the specific heat is calculated by taking into account the contribution of all vibrational modes to the thermal energy of the thin film. Two limiting cases are considered: the high-temperature case, in which the well-known independence of the specific heat of the temperatureT is found, and the low-temperature case in which for the specific heat of thin films with few monoatomic layers aT ² dependence is found. Finally the dependence of the specific heat on the thickness is considered and it is shown that for large thickness, which corresponds to the solid body, the well-knownT ³ dependence of the specific heat is obtained.

Резюме

Было произведено исследование удельной теплоты тонких пленок. Оно основано на предварительном изучении термических колебаний в тонких пленках. По получении дисперсионных соотношений расчет удельной теплоты производился, учитывая вклад всех видов колебаний в термические энергии тонких пленок. Были приняты два предельных случая: для высоких температур была получена известная независимость удельной теплоты от температурыT, а для низких температур зависимость отT ² для удельной теплоты.

В последствии принята зависимость удельной теплоты от количества моноатомного слояq и показано, что при больших значенияхq, соответствующих твердому телу, для низких температур получается хорошо известная зависимость удельной теплоты отT ³.