基于分子動力學(xué)模擬的氮化硼熱導(dǎo)率主動調(diào)控方法的研究.pdf

1、隨著電子元器件的特征尺寸進入到納米尺度，器件中的能量密度不斷增高，散熱問題日趨嚴(yán)重。所以尋求新型納米材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料和研究其在納米尺度下的傳熱性質(zhì)成為當(dāng)前的熱門課題。在這些材料中，六方氮化硼結(jié)構(gòu)與石墨烯結(jié)構(gòu)相似，擁有良好的熱學(xué)性能，在電子元器件的研發(fā)中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文采用了非平衡態(tài)分子動力學(xué)模擬的方法研究了可以實現(xiàn)主動調(diào)控氮化硼的熱導(dǎo)率的因素，為在電子器件中使用氮化硼時達成更高效率的熱量控制和管理，提供了理論參考。
　　以

2、單層氮化硼為對象，研究了如何通過應(yīng)變和三角形缺陷調(diào)控其熱導(dǎo)率。在拉伸應(yīng)變的作用下，氮化硼表面變得平整，熱導(dǎo)率隨著應(yīng)變增大而急劇下降;在壓縮應(yīng)變作用下，氮化硼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎曲，熱導(dǎo)率小幅度下降。三角形缺陷在氮化硼中導(dǎo)致溫度突變，隨著缺陷數(shù)目增多，熱導(dǎo)率逐漸下降。三角形缺陷位于氮化硼中間時，從左到右和從右到左兩個方向的熱導(dǎo)率基本相同;缺陷位于一側(cè)時，兩個方向的熱導(dǎo)率明顯不同，出現(xiàn)熱整流現(xiàn)象，并采用瞬態(tài)熱流模擬驗證了這一結(jié)果。
　　通過增加

3、氮化硼的層數(shù)和構(gòu)建雙層氮化硼中的層間共價鍵，研究兩種不同形式的層間作用力對其熱導(dǎo)率的調(diào)控作用。氮化硼的熱導(dǎo)率隨著層數(shù)的增加而下降，并且范德華作用力強度越大，下降趨勢越明顯。在雙層氮化硼中隨著層間共價鍵的密度的增大，其熱導(dǎo)率迅速下降，并且當(dāng)層間共價鍵垂直于熱流方向分布時比平行于熱流方向分布時，氮化硼熱導(dǎo)率下降的幅度更大。
　　研究了以二氧化硅和石墨烯作為基底時氮化硼的熱導(dǎo)率的變化情況，并構(gòu)建了振動基底模型來進一步調(diào)控其熱導(dǎo)率。當(dāng)基底