We measure the Kapitza conductances at Au:Si contacts from 100 to 296 K via time-domain thermoreflectance. Contacts are fabricated by evaporating Au films onto Si substrates. Prior to Au deposition, the Si substrates receive pretreatments in order to modify interfacial properties, i.e., bonding and structural disorder. Through the inclusion of a Ti adhesion layer and the removal of the native oxide, Kapitza conductance can be enhanced by a factor of four at 296 K. Furthermore, interfacial roughness is found to have a negligible effect, which we attribute to the already low conductances of poorly bonded Au:Si contacts.

1.
D. G.
Cahill
,
W. K.
Ford
,
K. E.
Goodson
,
G. D.
Mahan
,
A.
Majumdar
,
H. J.
Maris
,
R.
Merlin
, and
S. R.
Phillpot
,
J. Appl. Phys.
93
,
793
(
2003
).
2.
G.
Chen
,
Nanoscale Energy Transport and Conversion: A Parallel Treatment of Electrons, Molecules, Phonons, and Photons
(
Oxford University Press, New York
,
New York
,
2005
).
3.
Z.
Wang
,
J. E.
Alaniz
,
W.
Jang
,
J. E.
Garay
, and
C.
Dames
,
Nano Lett.
11
,
2206
(
2011
).
4.
R.
Cheaito
,
J. C.
Duda
,
T. E.
Beechem
,
K.
Hattar
,
J. F.
Ihlefeld
,
D. L.
Medlin
,
M. A.
Rodriguez
,
M. J.
Campion
,
E. S.
Piekos
, and
P. E.
Hopkins
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
195901
(
2012
).
5.
B. M.
Foley
,
H. J.
Brown-Shaklee
,
J. C.
Duda
,
R.
Cheaito
,
B. J.
Gibbons
,
D. L.
Medlin
,
J. F.
Ihlefeld
, and
P. E.
Hopkins
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
231908
(
2012
).
6.
A. S.
Henry
and
G.
Chen
,
J. Comput. Theor. Nanosci.
5
,
141
(
2008
).
7.
D. P.
Sellan
,
E. S.
Landry
,
J. E.
Turney
,
A. J. H.
McGaughey
, and
C. H.
Amon
,
Phys. Rev. B
81
,
214305
(
2010
).
8.
G.
Tas
,
J. J.
Loomis
,
H. J.
Maris
,
A. A.
Bailes
 III
, and
L. E.
Seiberling
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
2235
(
1998
).
9.
R. J.
Stevens
,
A. N.
Smith
, and
P. M.
Norris
,
J. Heat Transfer
127
,
315
(
2005
).
10.
P. E.
Hopkins
,
P. M.
Norris
,
R. J.
Stevens
,
T. E.
Beechem
, and
S.
Graham
,
J. Heat Transfer
130
,
062402
(
2008
).
11.
Y.
Xu
,
R.
Kato
, and
M.
Goto
,
J. Appl. Phys.
108
,
104317
(
2010
).
12.
P. E.
Hopkins
,
J. C.
Duda
,
S. P.
Clark
,
C. P.
Hains
,
T. J.
Rotter
,
L. M.
Phinney
, and
G.
Balakrishnan
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
161913
(
2011
).
13.
G.
Pernot
,
M.
Stoffel
,
I.
Savic
,
F.
Pezzoli
,
P.
Chen
,
G.
Savelli
,
A.
Jacquot
,
J.
Schumann
,
U.
Denker
,
I.
Mönch
,
C.
Deneke
,
O. G.
Schmidt
,
J. M.
Rampnoux
,
S.
Wang
,
M.
Plissonnier
,
A.
Rastelli
,
S.
Dilhaire
, and
N.
Mingo
,
Nat. Mater.
9
,
491
(
2010
).
14.
J. C.
Duda
and
P. E.
Hopkins
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
111602
(
2012
).
15.
J. C.
Duda
,
T. S.
English
,
E. S.
Piekos
,
T. E.
Beechem
,
T. W.
Kenny
, and
P. E.
Hopkins
,
J. Appl. Phys.
112
,
073519
(
2012
).
16.
M.
Hu
,
P.
Keblinski
, and
P. K.
Schelling
,
Phys. Rev, B
79
,
104305
(
2009
).
17.
L.
Hu
,
L.
Zhang
,
M.
Hu
,
J.-S.
Wang
,
B.
Li
, and
P.
Keblinski
,
Phys. Rev. B
81
,
235427
(
2010
).
18.
K. C.
Collins
,
S.
Chen
, and
G.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
083102
(
2010
).
19.
J. C.
Duda
,
T. S.
English
,
E. S.
Piekos
,
W. A.
Soffa
,
L. V.
Zhigilei
, and
P. E.
Hopkins
,
Phys. Rev. B
84
,
193301
(
2011
).
20.
M.
Shen
,
W. J.
Evans
,
D.
Cahill
, and
P.
Keblinski
,
Phys. Rev. B
84
,
195432
(
2011
).
21.
P. E.
Hopkins
,
M.
Baraket
,
E. V.
Barnat
,
T. E.
Beechem
,
S. P.
Kearney
,
J. C.
Duda
,
J. T.
Robinson
, and
S. G.
Walton
,
Nano Lett.
12
,
590
(
2012
).
22.
D.-W.
Oh
,
S.
Kim
,
J. A.
Rogers
,
D. G.
Cahill
, and
S.
Sinha
,
Adv. Mater.
23
,
5028
(
2011
).
23.
D. G.
Cahill
,
K.
Goodson
, and
A.
Majumdar
,
J. Heat Transfer
124
,
223
(
2002
).
24.
M. D.
Losego
,
M. E.
Grady
,
N. R.
Sottos
,
D. G.
Cahill
, and
P. V.
Braun
,
Nat. Mater.
11
,
502
(
2012
).
25.
C.
Thomsen
,
J.
Strait
,
Z.
Vardeny
,
H. J.
Maris
,
J.
Tauc
, and
J. J.
Hauser
,
Phys. Rev. Lett.
53
,
989
(
1984
).
26.
D. G.
Cahill
,
Rev. Sci. Instrum.
75
,
5119
(
2004
).
27.
A. J.
Schmidt
,
X.
Chen
, and
G.
Chen
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
114902
(
2008
).
28.
P. E.
Hopkins
,
J. R.
Serrano
,
L. M.
Phinney
,
S. P.
Kearney
,
T. W.
Grasser
, and
C. T.
Harris
,
J. Heat Transfer
132
,
081302
(
2010
).
29.
C. Y.
Ho
,
R. W.
Powell
, and
P. E.
Liley
,
J. Phys. Chem. Ref. Data
1
,
279
(
1972
).
30.
R. J.
Stoner
and
H. J.
Maris
,
Phys. Rev. B
48
,
16373
(
1993
).
31.
W. A.
Little
,
Can. J. Phys.
37
,
334
(
1959
).
32.
H.
Dallaporta
and
A.
Cros
,
Appl. Phys. Lett.
48
,
1357
(
1986
).
33.
W.
Zhang
,
T. S.
Fisher
, and
N.
Mingo
,
J. Heat Transfer
129
,
483
(
2007
).
34.
E. S.
Landry
and
A. J. H.
McGaughey
,
Phys. Rev. B
80
,
165304
(
2009
).
35.
E. S.
Landry
and
A. J. H.
McGaughey
,
J. Appl. Phys.
107
,
013521
(
2010
).
36.
Y. K.
Koh
,
Y.
Cao
,
D. G.
Cahill
, and
D.
Jena
,
Adv. Funct. Mater.
19
,
610
(
2009
).
37.
P. E.
Hopkins
,
P. M.
Norris
,
M. S.
Tsegaye
, and
A. W.
Ghosh
,
J. Appl. Phys.
106
,
063503
(
2009
).
38.
E. T.
Swartz
and
R. O.
Pohl
,
Rev. Mod. Phys.
61
,
605
(
1989
).
39.
J. C.
Duda
,
T. E.
Beechem
,
J. L.
Smoyer
,
P. M.
Norris
, and
P. E.
Hopkins
,
J. Appl. Phys.
108
,
073515
(
2010
).
40.
C.
Dames
and
G.
Chen
,
J. Appl. Phys.
95
,
682
(
2004
).
41.
P. E.
Hopkins
,
J. C.
Duda
,
C. W.
Petz
, and
J. A.
Floro
,
Phys. Rev. B
84
,
035438
(
2011
).
You do not currently have access to this content.