刘英光 任国梁 郝将帅 张静文 薛新强

(华北电力大学能源动力与机械工程学院， 保定 071003)

采用非平衡分子动力学(NEMD)方法模拟含有倾斜界面的硅/锗(Si/Ge)超晶格在不同倾斜角、不同周期长度、不同样本长度和不同温度下的导热性能.模拟结果表明， Si/Ge超晶格的热导率随着界面倾斜角的增加而非单调变化.当周期长度为4—8原子层时， 界面倾斜角为45°的热导率比其他界面倾斜角时热导率增大了一个数量级， 且热导率随样本长度的增加而增加， 随温度的增加而减小.然而当周期长度为20原子层时，由于声子局域化的存在， 热导率对样本长度和温度的依赖性都较弱.

1 引 言

热电材料是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能相互转换的功能材料， 具有方便、清洁等优点， 在热电制冷器、红外探测仪、超导电子仪、遥控导航系统等方面有着广阔的应用前景[1-4].目前热电材料的能量转换效率采用无量纲热电优值(ZT)来衡量，ZT=S2σT/κ， 其中S，σ，κ和T分别为塞贝克系数、电导率、热导率和绝对温度.一般来说追求高的ZT值需要塞贝克系数S和电导率σ最大化的同时减小热导率κ.由于纳米结构材料在对电导率和塞贝克系数影响较小的前提下可显著降低材料热导率从而提高热电转换效率， 因此近年来纳米结构材料的热输运问题引起了广泛的研究兴趣[5，6].超晶格是典型的由相同或者不同材料周期排列组成的纳米结构， 是热电转换领域的优秀候选材料之一[7-10]， 所以学者……