用分子动力学方法预测硅纳米薄膜的热导率

摘要：

采用非平衡分子动力学方法,基于优化的集成势函数COMPASS力场,预测了室温下(300 K)硅纳米薄膜的热导率.模拟结果表明:厚度约4~10 nm的硅薄膜的热导率在3.06~7.28 W/(m·K)范围,并且随着膜厚的增加而增大,表现出明显的尺度效应.在所计算的薄膜厚度范围内,硅纳米薄膜的热导率与薄膜厚度呈现近似线性变化的关系.应用气动理论对产生的尺度效应进行了初步的理论分析,当薄膜厚度在几纳米到十几纳米时,有效声子平均自由程与膜厚有关,不再等于体材料的平均自由程.同时也将本文的预测结果与其他研究者采用Stillinger-Weber势所进行的模拟结果进行了比较.为分子动力学方法在低维材料热物性方面的研究提供了有益的参考.

关键词：分子动力学方法、热导率、硅纳米薄膜、尺寸效应

所属期刊栏目：40

分类号：O484;TK124(固体物理学)

资助基金：辽宁省自然科学基金资助项目2015020079

在线出版日期：2017-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：30-34