氧化锌薄膜热导率的分子动力学模拟

发布时间：2020-12-08 08:46

　　氧化锌薄膜是一种宽禁带化合物半导体材料,其在光电子器件、压电器件、太阳能电池、气敏传感器等领域有着广泛的应用。由于热导率会直接影响微纳米器件的散热性能,进而影响器件的性能和稳定性,因此获得薄膜材料的热导率对于微米、纳米器件的热分析、热管理以及其优化设计有着重要的意义。由于实验上对微纳米薄膜的热导率进行测量具有很大的难度和不精确性。因此,采用分子动力学模拟方法研究薄膜的热导率是非常有效的手段,不仅可以克服实验中难以解决的一些实际问题,还可以减少资金和人力投入。本文采用非平衡分子动力学模拟方法,选取微正则系综,采用Buckingham势函数,在温300K下,分别模拟计算了纤锌矿型氧化锌薄膜和闪锌矿型氧化锌薄膜的热导率。模拟结果表明:纤锌矿型氧化锌薄膜厚度在15.593nm-31.2096nm之间时,其薄膜热导率的范围为0.870575-1.1619 KmW)/(?;闪锌矿型氧化锌薄膜厚度在6.89055nm-13.8356nm时,其热导率在11.16612-16.17671（7）（8）/KmW?之间。将两种结构的计算数据分别绘制成图,根据图像可知,两种结构的氧化锌薄膜的热导率均随着薄膜厚度... 

【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省

【文章页数】：47 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 氧化锌薄膜简述
        1.2.1 氧化锌结构
        1.2.2 氧化锌薄膜的应用
        1.2.3 氧化锌薄膜的研究现状
    1.3 本文研究内容
2 分子动力学模拟的理论基础
    2.1 基本原理
    2.2 分子动力学方法的分类
        2.2.1 EMD
        2.2.2 NEMD
    2.3 分子动力学流程
    2.4 本章小结
3 纤锌矿型氧化锌薄膜热导率的模拟计算
    3.1 纤锌矿型氧化锌结构及参数
    3.2 模拟过程
        3.2.1 系综
        3.2.2 作用势
        3.2.3 局域温度的量子修正
        3.2.4 初始平衡过程的确立
        3.2.5 系统稳态的判断
    3.3 模拟结果与讨论
    3.4 本章小结
4 闪锌矿型氧化锌薄膜热导率的模拟计算
    4.1 闪锌矿型氧化锌晶体结构及参数
    4.2 建模与模拟方法
        4.2.1 模型的建立
        4.2.2 模拟过程
    4.3 结果与讨论
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhancing the thermal conductivity of polymer-assisted deposited Al2O3 film by nitrogen doping[J]. 黄江,张胤,潘泰松,曾波,胡国华,林媛.  Chinese Physics B. 2012(12)
[2]Application of ZnO nanopillars and nanoflowers to field-emission luminescent tubes[J]. 叶芸,郭太良,蒋亚东.  半导体学报. 2012(04)
[3]TiO2/ZnO纳米薄膜界面热导率的分子动力学模拟[J]. 杨平,吴勇胜,许海锋,许鲜欣,张立强,李培.  物理学报. 2011(06)
[4]纳米薄膜面向导热系数的分子动力学模拟[J]. 徐跃飞,廖恒成.  传感技术学报. 2006(05)
[5]1999年上半年香山科学会议述评[J]. 赵生才.  中国科学院院刊. 1999(06)
[6]香山科学会议简介[J].   中国科学基金. 1997(03)
[7]计算机,从第一代到第五代[J]. 王杰民.  计算机应用研究. 1988(03)

博士论文
[1]薄膜热导率的测试与分子动力学模拟研究[D]. 黄正兴.大连理工大学 2007
[2]薄膜热学特性研究[D]. 宋青林.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2004



本文编号：2904809