空位缺陷和原子掺杂对氮化镓热导率影响的分子动力学模拟

摘要：

针对氮化镓(GaN)基电子器件散热的背景,基于非平衡分子动力学(NEMD)方法研究了空位缺陷和原子掺杂对GaN晶格热导率的影响.结果表明,空位缺陷和原子掺杂会造成GaN热导率的显著变化.当温度相同时,含空位缺陷的GaN热导率低于完整GaN的热导率.在空位缺陷结构中,缺氮空位(VN)GaN的热导率低于缺镓空位(VGa)GaN的热导率.随着温度的上升,两种空位缺陷GaN的热导率都随着温度的上升而下降.在原子掺杂率为3.13％ 的GaN结构中,相同温度时,GaN结构掺杂铁(Fe)、 镁(Mg)和硅(Si)的热导率较完整GaN热导率有所降低.在300 K至600 K范围内,掺杂同种原子的GaN热导率在300 K时最高.三种掺杂体系的GaN热导率都随着温度的上升而降低.该研究可为相关领域的GaN电子器件热管理应用提供理论参考.

关键词：非平衡分子动力学、氮化镓、空位缺陷、原子掺杂、热导率

所属期刊栏目：42

分类号：TN304;TK124(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金;上海市科技计划

在线出版日期：2023-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：839-848