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《硅納米線導(dǎo)熱系數(shù)的分子動力學(xué)模擬》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、隸劫大·粵碩士學(xué)位論文萬方數(shù)據(jù)硅納米線導(dǎo)熱系數(shù)的分子動力學(xué)模擬研究生：受遠(yuǎn)邊指導(dǎo)教師：醫(yī)筮堡副教攫東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二0一四年五月萬方數(shù)據(jù)ThermalConductivityofSiliconNanowirebyMolecularDynamicSimulationsl刪AThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHANGYuan．boSupervisedbyAssociateProfessorCHENMin—huaSch
2、oolofMechanicalEngineeringSoutheastUniversityMay2014萬方數(shù)據(jù)東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：張遠(yuǎn)渡日期．2D，4』·22東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息
3、研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布(包括以電子信息形式刊登)論文的全部內(nèi)容或中、英文摘要等部分內(nèi)容。論文的公布(包括以電子信息形式刊登)授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。研究生簽名：季苤缺師簽名：二喲日期：絲!生多‘22萬方數(shù)據(jù)摘要硅納米線導(dǎo)熱系數(shù)的分子動力學(xué)模擬研究生：張遠(yuǎn)波指導(dǎo)教師：陳敏華副教授東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院摘要近幾年，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，硅納米線由于其優(yōu)良的機(jī)械
4、性能和電學(xué)性質(zhì)，得到了廣泛應(yīng)用。本文使用非平衡態(tài)分子動力學(xué)方法對硅納米線的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了研究，原子間采用Stillinger-Weber(SW)作用勢，討論了不同溫度、長度及橫截面積下導(dǎo)熱系數(shù)的變化，并且比較了微觀表達(dá)式法和加減能量法兩種不同的熱流計(jì)算方法。結(jié)果表明，兩種熱流計(jì)算方法對尺寸較小的納米線導(dǎo)熱系數(shù)影響較小，當(dāng)納米線尺寸增大時，加減能量法更加穩(wěn)定；當(dāng)納米線尺寸較小時，導(dǎo)熱系數(shù)隨模擬溫度升高而減小，然而，隨著納米線的尺寸繼續(xù)增大，導(dǎo)熱系數(shù)會出現(xiàn)先降低后增大的趨勢；納米線導(dǎo)熱系數(shù)隨納米線長度增加而增大，然后趨于穩(wěn)定；納米線導(dǎo)熱系數(shù)隨
5、模擬橫截面積增加而增大，隨著溫度增加，增大的趨勢減小，并且在納米線尺寸較小時，更為突出。硅納米線比大部分硅相關(guān)材料擁有更好的熱電性能，并且通過雜質(zhì)摻雜等方式，可以進(jìn)一步增強(qiáng)納米線的熱電效率?；谇捌诠ぷ鳎謩e研究了單層摻雜、集中摻雜、隨機(jī)摻雜、均勻摻雜、不均勻摻雜和立方體摻雜六種不同幾何排布方式對硅納米線導(dǎo)熱特性的影響。分析表明，摻入雜質(zhì)鍺后降低了硅納米線的導(dǎo)熱系數(shù)，并且隨著溫度的增加而降低，但是在高溫時，導(dǎo)熱系數(shù)變化減緩并趨于平穩(wěn)。同時發(fā)現(xiàn)，納米線橫截面積和長度對導(dǎo)熱系數(shù)仍有影響；摻雜濃度對納米線導(dǎo)熱系數(shù)也有影響，當(dāng)摻雜濃度較小時，導(dǎo)熱
6、系數(shù)明顯降低，在隨機(jī)摻雜中當(dāng)雜質(zhì)鍺的濃度為3．52％時，導(dǎo)熱系數(shù)降低近50％；摻雜后納米線的導(dǎo)熱系數(shù)隨著納米線尺寸的增加而增加，當(dāng)硅納米線尺寸較大時，鍺摻雜對納米線導(dǎo)熱系數(shù)的影響更為顯著。結(jié)合經(jīng)典的Cailaway模型，結(jié)果表明不同的雜質(zhì)排布方式導(dǎo)致硅納米線的導(dǎo)熱系數(shù)不同。雜質(zhì)排布的越不均勻，對導(dǎo)熱系數(shù)的影響越大，所以集中摻雜方式對導(dǎo)熱系數(shù)的影響最小，對于尺寸相對較小的納米線，不均勻摻雜方式導(dǎo)熱系數(shù)最小，而對于尺寸較大的納米線，均勻摻雜方式導(dǎo)熱系數(shù)最小，這是因?yàn)榇藭r聲子．界面散射和多次散射的作用增強(qiáng)。硅納米線的熱電性能可以通過摻雜等方式進(jìn)
7、一步的提升，這為新型的熱電設(shè)備研究提供了設(shè)計(jì)方向。關(guān)鍵詞：非平衡態(tài)分子動力學(xué)；硅納米線；導(dǎo)熱系數(shù)；摻雜；雜質(zhì)分布萬方數(shù)據(jù)AbstractThermalConductivityofSiliconNanowirebyMolecularDynamicSimulationsByZHANGYuan··boSupervisedbyCHENMin·—huaSchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversityRecentyears，withtherapiddevelopmentofsemiconductori
8、ndustry，siliconnanowires(SiNWs)areattractinggrowinginterestduetotheirexcellentmechanicalproperti
