纳米复合结构热导率调控的理论和实验研究

随着器件特征尺寸的不断缩小，其集成度大幅度提高。此时器件中纳米结构的热学性质表现出明显的尺寸效应，界面效应对于器件特性的影响愈加凸现，直接对器件的可靠性产生影响。对于器件中广泛应用的纳米复合结构(nanocomposites)，界面散射对其热特性的影响和薄膜、纳米线的情况有一定的差异。本课题采用Boltzmann 输运方程方法，综合考虑界面散射和声子限制效应，结合计算流体动力学(CFD)数值模拟，建立描述界面散射的模型，针对二维异质结构、一维核壳结构纳米线和纳米复合结构(纳米线阵列)的热学特性进行系统的理论分析。同时采用变温光电流谱，对高电子迁移率晶体管(HEMT) 结构的热导率进行实验分析。在理论和实验的基础上，讨论尺寸、界面等因素对于体系热导率的影响。探求对于纳米复合结构热学特性调控的有效途径，从而为器件的散热以及优化设计提供有益的参考。