修饰型单壁碳化硅纳米管热导率的分子动力学模拟

发布时间：2023-07-26 18:32

　　作为碳化硅材料中的一种,碳化硅纳米管(SiCNTs,SiC纳米管)不仅具有三代宽带隙半导体材料的耐高温、高压性,也沿袭了纳米管的六角结构。自SiCNTs问世以来,就有学者研究发现,掺杂以及空位等因素会对碳化硅纳米管的物理、化学性质造成一定的影响。由于Si CNTs高温下表现出极强的热稳定性,决定了SiCNTs光明的应用前景,SiCNTs的热导率也因此成为研究的热点。但是,由于尺寸过小、制备工艺复杂,利用实验方法测量SiCNTs热导率具有一定困难,所以本论文致力于运用非平衡分子动力学方法预测了替位、单空位、单键带断裂修饰型SiCNTs的热导率。(1)替位修饰型SiCNTs:室温下,替位原子选择N、P原子。掺杂原子百分比在0-0.104%范围内变化,N、P替位SiCNTs的热导率变化范围分别为:74.057-82.904Wm^-1K^-1、70.3232-82.9040Wm^-1K^-1。系统温度变化范围在10-600K之间,以掺杂原子百分比为0.052038%的N、P替位Si CNTs为例,其热导率变化范围分...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 SiC纳米管相关介绍
        1.2.1 SiC纳米管的模型
        1.2.2 碳化硅材料的应用和碳化硅纳米管的研究现状
    1.3 研究目标,研究方案和创新点
        1.3.1 研究目标和方案
        1.3.2 主要内容
        1.3.3 本文的创新点
2 基本原理
    2.1 分子动力学模拟
    2.2 COMPASS力场
    2.3 周期性边界条件
    2.4 系综
3 掺杂修饰型SiC纳米管热导率的预测
    3.1 构建模型
    3.2 掺杂原子数占总原子数百分比大小对SiC纳米管热导率的影响
        3.2.1 模拟过程
        3.2.2 结果与讨论
        3.2.3 结论
    3.3 温度对掺杂修饰型SiC纳米管热导率的影响
        3.3.1 实验背景
        3.3.2 模拟实验过程
        3.3.3 结果与讨论
        3.3.4 结论
    3.4 本章小结
4 不同缺陷修饰型SiC纳米管热导率的预测
    4.1 构建缺陷修饰型SiC纳米管的模型
    4.2 两种缺陷修饰型SiC纳米管热导率随温度变化的研究
        4.2.1 模拟实验
        4.2.2 结果与讨论
        4.2.3 结论
    4.3 缺陷修饰型SiC纳米管热导率随管长变化规律的研究
        4.3.1 模拟实验
        4.3.2 结果与讨论
        4.3.3 结论
    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



本文编号：3837335