We report on the thermal conductivity of a series of convectively assembled, anisotropic titania (TiO2) nanoparticle films. The TiO2 films are fabricated by flow coating a suspension of ellipsoidal colloidal nanoparticles, resulting in structured films with tailored orientational order. The thermal conductivities depend on nanoparticle orientation and can be less than amorphous TiO2 films due to inter-nanoparticle boundary scattering. This nanoparticle ordering presents a unique method for manipulating the thermal conductivity of nanocomposites.

1.
R. M.
Costescu
,
D. G.
Cahill
,
F. H.
Fabreguette
,
Z. A.
Sechrist
, and
S. M.
George
,
Science
303
,
989
(
2004
).
2.
C.
Chiritescu
,
D. G.
Cahill
,
N.
Nguyen
,
D.
Johnson
,
A.
Bodapati
,
P.
Keblinski
, and
P.
Zschack
,
Science
315
,
351
(
2007
).
3.
G.
Pernot
,
M.
Stoffel
,
I.
Savic
,
F.
Pezzoli
,
P.
Chen
,
G.
Savelli
,
A.
Jacquot
,
J.
Schumann
,
U.
Denker
,
I.
Monch
,
C.
Deneke
,
O. G.
Schmidt
,
J. M.
Rampnoux
,
S.
Wang
,
M.
Plissonnier
,
A.
Rastelli
,
S.
Dilhaire
, and
N.
Mingo
,
Nature Mater.
9
,
491
(
2010
).
4.
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
).
5.
R. S.
Prasher
,
Phys. Rev. B
74
,
165413
(
2006
).
6.
D. G.
Cahill
,
S. K.
Watson
, and
R. O.
Pohl
,
Phys. Rev. B
46
,
6131
(
1992
).
7.
T.
Sugimoto
,
X. W.
Zhou
, and
A.
Muramatsu
,
J. Colloid Interface Sci.
259
,
53
(
2003
).
8.
M.
Mittal
,
R. K.
Niles
, and
E. M.
Furst
,
Nanoscale
2
,
2237
(
2010
).
9.
M.
Mittal
and
E. M.
Furst
,
Adv. Funct. Mater.
19
,
3271
(
2009
).
10.
D. G.
Cahill
,
K. E.
Goodson
, and
A.
Majumdar
,
J. Heat Transfer
124
,
223
(
2002
).
11.
D. G.
Cahill
,
Rev. Sci. Instrum.
75
,
5119
(
2004
).
12.
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
).
13.
Z.
Ge
,
D. G.
Cahill
, and
P. V.
Braun
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
186101
(
2006
).
14.
A.
Schmidt
,
M.
Chiesa
,
X.
Chen
, and
G.
Chen
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
064902
(
2008
).
15.
P. E.
Hopkins
,
B.
Kaehr
,
L. M.
Phinney
,
T. P.
Koehler
,
A. M.
Grillet
,
D.
Dunphy
,
F.
Garcia
, and
C. J.
Brinker
,
J. Heat Transfer
133
,
061601
(
2011
).
16.
S.
Spagnol
,
B.
Lartigue
, and
A.
Trombe
,
J. Heat Transfer
131
,
074501
(
2009
).
17.
Thermal Conductivitiy—Nonmetallic Solids
, Thermophysical Properties of Matter, Vol. 2 (
IFI/Plenum
,
New York
,
1970
).
18.
S. M.
Lee
,
D. G.
Cahill
, and
T. H.
Allen
,
Phys. Rev. B
52
,
253
(
1995
).
19.
D. G.
Cahill
and
T. H.
Allen
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
309
(
1994
).
20.
N.
Mingo
,
Phys. Rev. B
68
,
113308
(
2003
).
21.
S. M.
Lee
and
D. G.
Cahill
,
J. Appl. Phys.
81
,
2590
(
1997
).
You do not currently have access to this content.