薄膜热导率的测试与分子动力学模拟研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| ·微尺度传热 | 第10-12页 |
| ·时间微尺度传热 | 第10-11页 |
| ·空间微尺度传热 | 第11-12页 |
| ·微尺度传热的例子 | 第12-16页 |
| ·SOI器件中的传热 | 第12-13页 |
| ·GMR中的传热 | 第13-14页 |
| ·热电冷却器件中的传热 | 第14-15页 |
| ·MEMS器件中的传热 | 第15-16页 |
| ·微尺度传热的研究方向与方法 | 第16页 |
| ·国内外研究现状 | 第16-17页 |
| ·本文的研究范围及内容安排 | 第17-18页 |
| 2 薄膜热导率的研究方法 | 第18-46页 |
| ·薄膜热导率的理论分析方法 | 第18-25页 |
| ·气体动力学理论热导率模型 | 第18-22页 |
| ·Callaway和Holland热导率模型 | 第22-23页 |
| ·声子辐射输运方程(EPRT) | 第23-24页 |
| ·C-F热导率模型 | 第24-25页 |
| ·弹道-扩散方程 | 第25页 |
| ·薄膜热导率的实验测试方法 | 第25-39页 |
| ·接触式测试方法 | 第26-34页 |
| ·非接触式测试方法 | 第34-39页 |
| ·测试方法的选择及实验方案的确立 | 第39页 |
| ·薄膜热导率的分子动力学模拟方法 | 第39-45页 |
| ·平衡态分子动力学方法(EMD) | 第42-43页 |
| ·非平衡态分子动力学方法(NEMD) | 第43-44页 |
| ·模拟软件的开发 | 第44-45页 |
| ·本章小结 | 第45-46页 |
| 3 瞬态热反射方法测试薄膜热导率 | 第46-71页 |
| ·测试原理 | 第46-58页 |
| ·热传导方程 | 第48-54页 |
| ·测试参数的选择 | 第54-56页 |
| ·数据处理以及热导率的提取 | 第56-57页 |
| ·热导率的测试过程 | 第57-58页 |
| ·二氧化硅薄膜热导率的测试 | 第58-64页 |
| ·热氧化SiO_2薄膜热导率的测试结果 | 第60-62页 |
| ·溅射SiO_2薄膜热导率的测试结果 | 第62-63页 |
| ·非晶体材料热导率的理论分析 | 第63-64页 |
| ·氧化锌薄膜热导率的测试 | 第64-69页 |
| ·ZnO薄膜的制备及微结构表征 | 第64-67页 |
| ·ZnO薄膜热导率的测试结果与分析 | 第67-69页 |
| ·实验的误差分析 | 第69页 |
| ·本章小结 | 第69-71页 |
| 4 氩晶体薄膜热导率的分子动力学模拟 | 第71-84页 |
| ·氩的晶体结构和势函数的选择 | 第71-72页 |
| ·边界条件的选择 | 第72-74页 |
| ·参数的选取对模拟结果的影响 | 第74-75页 |
| ·系统动量守恒与否对模拟结果的影响 | 第75-81页 |
| ·常温度梯度动量不守恒算法(CTGMNC) | 第75-76页 |
| ·常温度梯度动量守恒算法(CTGMC) | 第76-77页 |
| ·常热流动量守恒算法(Jund和VE) | 第77-79页 |
| ·常热流动量不守恒算法(CHMNC) | 第79-80页 |
| ·不同算法的结果比较 | 第80-81页 |
| ·氩晶体薄膜热导率的尺度效应分析 | 第81-83页 |
| ·本章小结 | 第83-84页 |
| 5 二氧化硅与氧化锌薄膜热导率的分子动力学模拟 | 第84-105页 |
| ·长程力的计算 | 第84-86页 |
| ·并行计算的实现 | 第86-88页 |
| ·非晶体SiO_2的模拟 | 第88-95页 |
| ·非晶体SiO_2的结构及势函数 | 第88-90页 |
| ·稳态的判定 | 第90-92页 |
| ·非晶体SiO_2薄膜热导率的计算结果及分析 | 第92-95页 |
| ·晶体SiO_2的模拟 | 第95-99页 |
| ·晶体SiO_2的结构和势函数 | 第95-96页 |
| ·稳态的判定 | 第96-97页 |
| ·晶体SiO_2薄膜热导率的计算结果与分析 | 第97-99页 |
| ·晶体ZnO的模拟 | 第99-104页 |
| ·晶体ZnO的结构与势函数 | 第100-101页 |
| ·稳态的判定 | 第101-102页 |
| ·晶体ZnO薄膜热导率的计算结果及分析 | 第102-104页 |
| ·本章小结 | 第104-105页 |
| 结论与展望 | 第105-107页 |
| 参考文献 | 第107-119页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第119-120页 |
| 致谢 | 第120-121页 |
