在界面处引入原子混合层结构的热导性能分析
2021-05-26吕荒芜
中国新技术新产品 2021年5期
吕荒芜
(华北电力大学(保定)能源动力与机械工程学院,河北 保定 071003)
0 引言
自20世纪40年代第一代计算机问世至今,大量电子元件的制造技术都达到了纳米级别。纳米材料被广泛应用于电子器件制造行业,例如计算机的芯片CPU、量子级联激光器和场效应晶体管等。高精度带来高运行效率的同时,也会导致更高的热功率,设备运行中产生的大量热量不仅会影响工作效率,还会有降低使用寿命的风险,因此热管理问题的研究刻不容缓。
纳米结构的多样化和易操作性为热管理提供了广阔的发展前景[1-2]。由于纳米结构部件和设备中存在较高的表面积体积比,材料界面处的热传递通常主导着整体的热行为,它们是热载体的散射中心,可以通过调整它的物理特性来控制器载流子的分散强度。因此深入了解界面热导的性能,对研究纳米结构材料的热传输具有重要意义[3]。
1 研究背景
向结构中引入多层复合原子混合层是1种能够有效提高系统界面热导的方法[4]。研究表明,界面的原子在某些特定的排布状态下能够促进界面处的热交换。Tian Zhiting等人将格林函数方法与Laudauer方程相结合,详细阐述了原子混合引起的界面紊乱是如何增加界面处的声子输运和界面热导[5]。Carlos和Rouzbeh[6]利用格林函数法研究了不同固体材料界面上的一系列热导,他们的研究显示,在平滑的界面中引入单层的原子混合层总是能够增强界面的热导,但是根据原子晶体结构的不同,热导的增加也会有所不同,热导增量的变化可以达到1个数量级。……
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