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金刚石纳米线森林热导率的应变工程
摘要： 采用非平衡分子动力学模拟研究了金刚石纳米线（DNT）森林阵列的热学特性。我们发现该结构具有强烈的各向异性热学性质，即沿纳米线方向的热导率是垂直方向的300倍以上。在外部应变作用下，DNT森林的热导率随纳米线方向压缩/拉伸应变的增加而降低，而垂直方向的压缩应变会使其热导率呈指数增长。这种热导率提升归因于压缩作用增强了纳米线间的相互作用。通过声子谱和结构形变对此现象进行了解释。研究表明金刚石纳米线森林在超级电容器领域具有重要应用潜力。
关键词： 各向异性、金刚石纳米线、热导率、分子动力学
更新于2025-09-09 09:28:46
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采用压电配置的光声技术测量硅纳米材料的热导率
摘要： 在本研究中，我们分别探究了通过电化学蚀刻和金属辅助化学蚀刻工艺制备的多孔硅纳米结构与硅纳米线的热传输特性。基于压电记录获得的光声测量数据，估算了这些硅基纳米材料的热导率值。我们获取了纳米结构硅样品光声响应的振幅-频率与相位-频率依赖关系，并通过理论模型成功进行了模拟。研究建立了热导率与蚀刻参数之间的关联。
关键词： 硅纳米材料、压电记录、热导率、光声技术
更新于2025-09-09 09:28:46
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直接探测原子层沉积Al?O?/ZnO超晶格薄膜的交叉面热性能及其改进的品质因数与交叉面热电发电性能
摘要： 近期人们对半导体超晶格薄膜产生兴趣，因其低维度特性可增强超晶格薄膜界面处的热功率与声子散射。然而由于直接测量塞贝克系数和电导率存在重大困难，目前尚未对这些半导体超晶格薄膜开展包括热导率、塞贝克系数和电导率在内的全横向热电（TE）性能实验研究。我们提出一种创新技术：采用夹层结构——以两个嵌入式加热器作为热源，配合两块铜板电极，直接实现对原子层沉积（ALD）法制备的Al2O3/ZnO超晶格薄膜横向塞贝克系数与电导率的测量。结合具有前景的横向四探针3ω测量法，我们的测量与分析揭示了80至500K温度范围内Al2O3/ZnO超晶格薄膜的全部横向热电特性。本实验方法及所获成果，在理解纳米结构材料（特别是不同温度范围内的半导体超晶格薄膜）中声子与电荷输运机制方面，代表着重要进展。
关键词： 热导率、面外热电性能、塞贝克系数、声子输运、超晶格薄膜、三ω测量法、声子散射
更新于2025-09-09 09:28:46
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单晶β-氧化镓的三维各向异性热导率张量
摘要： 近年来，β-Ga2O3因其在高功率电子器件领域的应用潜力备受关注，其中热学性能起着关键作用。由于单斜晶格结构，β-Ga2O3的热导率预计呈现三维各向异性。本研究采用新开发的椭圆光束时域热反射法，测量了(010)取向β-Ga2O3单晶的三维各向异性热导率张量。该方法可直接测定(010)面内任意方向及垂直于(010)面的热导率，从而推导出热导率的三维方向分布。测量结果表明：室温下最高面内热导率出现在[001]与[102]之间的方向，数值为13.3±1.8 W·m?1·K?1；最低面内热导率接近[100]方向，数值为9.5±1.8 W·m?1·K?1。沿[010]方向的垂直面热导率为所有测量方向中的最高值（22.5±2.5 W·m?1·K?1）。研究还测定了β-Ga2O3的热导率温度依赖性，并通过与理论模型计算对比，阐明了温度效应及杂质散射的作用机制。
关键词： 单斜晶格，β-氧化镓，各向异性，时域热反射法，热导率
更新于2025-09-04 15:30:14
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新型形态稳定复合相变材料的合成及其在太阳能转换与存储中的应用——基于改性石墨烯气凝胶
摘要： 本研究采用真空浸渍法制备了新型定形复合相变材料(FS-CPCM)。该材料以月桂酸(LA)为相变组分，通过酯化反应和还原过程将LA接枝在石墨烯气凝胶(GA)表面作为支撑材料，从而提升FS-CPCMs的热导率。研究考察了FS-CPCMs的微观结构、储热性能、导热性及光热转换特性。扫描电镜和傅里叶变换红外光谱证实LA被有效封装于LA-GA多孔结构中，成功制备出LA/LA-GA FS-CPCMs。X射线衍射结果表明LA/LA-GA FS-CPCM的结晶度优于LA/GA FS-CPCM。导热分析显示LA/LA-GA-1 FS-CPCM的热导率较纯LA和LA/GA FS-CPCM分别提升了352.1%和32.6%。差示扫描量热法证实LA/LA-GA-1 FS-CPCM具有良好的相变行为、低过冷度和优异的热循环稳定性，其熔融焓和凝固焓分别可达207.3 J/g和205.8 J/g，展现出良好的热可靠性与稳定性。此外，该材料具有优异的光子吸收能力，光热转换效率最高达80.6%，这些优良性能表明LA/LA-GA FS-CPCM在太阳能储热系统中具有应用潜力。
关键词： 相变材料，热导率，石墨烯气凝胶，太阳能转换
更新于2025-09-04 15:30:14
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[第48届IEEE欧洲固态器件研究会议（ESSDERC 2018）- 德累斯顿（2018年9月3日至6日）] 2018年第48届欧洲固态器件研究会议（ESSDERC）- 后道工艺复合等效热导率的实验提取及其在自热模拟中的应用
摘要： 自加热效应会严重加速前端制程（FEOL）和后端制程（BEOL）的退化机制。此外，随着场效应晶体管（FET）尺寸持续缩小，硅衬底方向的热阻不断增大。因此，BEOL层的热特性变得愈发重要。我们开发了专用测试结构，评估由铜金属互连和低k介质层（ILD）组成的BEOL复合材料的等效热特性。研究了典型超大规模集成电路（VLSI）设计中常用的通孔密度及配置方式。通过三维有限元法（3DFEM）仿真发现，该复合材料可呈现等效各向异性热特性，这些参数可作为FET热仿真的校准基准值。
关键词： 后道工艺、自加热、热导率、场效应晶体管、三维有限元模拟
更新于2025-09-04 15:30:14
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[第48届IEEE欧洲固态器件研究会议（ESSDERC 2018）- 德累斯顿（2018年9月3日至2018年9月6日）] 2018年第48届欧洲固态器件研究会议（ESSDERC）- 电子-声子散射对硅纳米线热导率的影响
摘要： 即使电子-声子散射对硅纳米线电子特性的影响已被广泛研究，其对声子输运的影响却鲜少受到关注。最新实验首次提供了高硼掺杂（约5×101? cm?3）直径31纳米硅纳米线中掺杂诱导热导率降低的证据。本文提出一个能完整解释这些数据的模型。我们还模拟了磷掺杂硅纳米线的热导率，发现其降幅小于硼掺杂样品。该模型包含界面态、俘获电荷及纳米线与周围介质介电失配导致的不完全电离效应。对于室温下电子直径31纳米的硼/磷掺杂硅纳米线，在接近101? cm?3掺杂浓度时该效应最为显著。增大直径或通过氧化层包覆纳米线可缓解介电失配，从而减弱不完全电离效应。在高掺杂浓度（约5×101? cm?3）下该效应可忽略不计。
关键词： 电子-声子散射、不完全电离、硅纳米线、热导率、掺杂
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于第一性原理计算对砷化镓热导率的压力调控
摘要： 本文通过结合第一性原理计算与声子玻尔兹曼输运方程的迭代求解方法，研究了室温下GaAs晶格热导率在0-20 GPa压力范围内的变化规律。首先计算了12 GPa压力下GaAs的晶格热导率，其值较常压条件提升了超过37%。对声子热输运特性的详细分析表明：压力作用同时导致声子群速度增加和声子弛豫时间缩短，从而引起闪锌矿结构GaAs热导率呈现压力诱导的非线性增长。此外，在相变压力以上，GaAs不仅晶体结构发生转变，其声子热输运特性也由各向同性转变为各向异性。本研究为理解压力诱导相变条件下GaAs的热导率提供了定量依据，并强调了压力在调控晶格热导率（尤其是压力诱导相变材料）中的关键作用。
关键词： 第一性原理计算，砷化镓，压力，热导率，声子玻尔兹曼输运方程
更新于2025-09-04 15:30:14
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曲率对弯曲硅纳米线热传导的影响
摘要： 研究发现，纳米结构中机械变形诱导产生的曲率会显著影响其应用过程中的稳定性与可靠性。本研究通过分子动力学模拟方法，探究了机械弯曲曲率对硅纳米线（SiNW）热学特性的影响。通过分析曲面几何构型与局部温度/热流分布的关系，我们发现：弯曲硅纳米线径向上不存在温度梯度/热流，而周向局部热流密度随曲率半径变化。值得注意的是，由于非均匀形变导致了长波声子受抑，在弯曲硅纳米线中观察到约10%的热导率降低现象。本研究证明，机械弯曲产生的曲率可用于调控硅纳米线的热导率。
关键词： 热导率、曲率、硅纳米线、热传导、分子动力学模拟
更新于2025-09-04 15:30:14
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含多壁碳纳米管（MWCNTs）的太阳能乙二醇-水混合液导热与导电性能增强
摘要： 本研究中，作者描述了添加多壁碳纳米管（MWCNTs）的太阳能乙二醇-水（50:50）混合液体的导热性和导电性。采用阿拉伯树胶作为表面活性剂制备稳定的纳米流体悬浮液。通过典型的两步法制备了体积浓度分别为0.2%、0.4%和0.6%的MWCNTs分散液。通过紫外-可见分光光度计、zeta电位分析仪、扫描电子显微镜分析和pH计对胶体稳定性进行了评估。在50°C下，当MWCNTs的负载量为0.6 vol.%时，SG-水混合物的热导率最大增幅达到21.46%。然而，所制备纳米流体的导电性随温度升高呈线性增强，在50°C下，MWCNTs负载量为0.6 vol.%的SG-水混合物中导电性增幅达到62.19%。结果表明，基于SG-水和MWCNTs的纳米流体可作为传统液体在各种传热应用中的合适替代品。
关键词： 太阳能乙二醇，热导率，多壁碳纳米管，pH值，电导率
更新于2025-09-04 15:30:14