热流对超晶格结构热传导影响的分子动力学研究

发布时间：2018-11-20 17:08

【摘要】：超晶格材料的传热性能对其在热电设备、微电子以及光电子等领域的应用起决定性作用。本文采用非平衡态分子动力学方法研究了热流对超晶格结构热导率的影响。利用Tersoff势函数描述超晶格结构中Si粒子与Ge粒子的相互作用,建立了Si/Ge超晶格结构的稳态导热模型。通过分析热流方向上系统内部的温度分布,得出超晶格结构所施加热流的大小和方向都对热导率产生重大影响。研究结果表明:超晶格结构热导率随热流的增大而增大,并且当热流及温度升高到一定程度,超晶格结构可能会发生非傅里叶热传导现象;热流由Si薄膜流向Ge薄膜时超晶格结构热导率大于由Ge薄膜流向Si薄膜时的热导率。
[Abstract]:The heat transfer properties of superlattice materials play a decisive role in the applications of thermoelectric devices, microelectronics and optoelectronics. The influence of heat flux on the thermal conductivity of superlattices has been studied by using the nonequilibrium molecular dynamics method. The interaction between Si particles and Ge particles in superlattices is described by using Tersoff potential function, and the steady-state thermal conduction model of Si/Ge superlattices is established. By analyzing the temperature distribution of the system in the direction of heat flux, it is concluded that the magnitude and direction of the heat flux applied by the superlattice structure have a great influence on the thermal conductivity. The results show that the thermal conductivity of superlattices increases with the increase of heat flux, and the non-Fourier heat conduction may occur when the heat flux and temperature increase to a certain extent. The thermal conductivity of superlattice structure when heat flux flows from Si film to Ge film is larger than that from Ge film to Si film.
【作者单位】： 东北林业大学机电工程学院;哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院;
【基金】：中央高校基本科研业务费专项资金项目(2572016BB04)
【分类号】：O551.3

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本文编号：2345487