薄膜熱導率的測試與分子動力學模擬研究.pdf

1、本文在系統(tǒng)研究現(xiàn)有測試方法的基礎上組建了一套瞬態(tài)熱反射測試系統(tǒng)。首先采用該系統(tǒng)測試了熱氧化二氧化硅薄膜，得到熱導率為1.42W/m.K，與文獻相吻合，驗證了系統(tǒng)的準確性。測試的采用濺射和LPCVD方法制備的二氧化硅，熱導率較熱氧化二氧化硅小，可見不同制備方法形成了不同微結構的薄膜導致了熱導率的不同。測試了采用溶膠凝膠法制備的、厚度為80-276nm的氧化鋅薄膜的熱導率。結果表明熱導率隨薄膜厚度的減小而減小。通過分析發(fā)現(xiàn)，晶粒邊界散射和雜

2、質缺陷等對熱導率的減小都有貢獻，在所測試的厚度下，其中雜質和缺陷起主要作用。 文章在目前實驗沒法測試的厚度范圍內(nèi)，采用分子動力學方法研究了晶體和非晶體薄膜的熱導率。首先以氬晶體為模型同時采用了動量守恒與不守恒的方法，對比結果表明，不同算法計算得到的熱導率是一致的。計算了厚度為2-9nm的二氧化硅和氧化鋅薄膜的熱導率，計算得到的熱導率隨薄膜厚度的減小而變小，體現(xiàn)了明顯的尺度效應。計算了各個厚度二氧化硅和氧化鋅薄膜在不同溫度下的熱導