石墨烯薄膜與半導體界面熱輸運規律

作者：劉明,徐偉華,許康,王照亮

摘要：界面熱阻是影響熱輸運過程的關鍵因素,應用非平衡分子動力學方法研究石墨烯薄膜與半導體(硅、氮化鎵)之間的熱輸運規律,研究溫度、石墨烯層數對界面熱輸運過程的影響。通過聲子態密度曲線,分析界面兩側聲子的耦合程度,從而分析影響熱輸運的內部因素。結果表明隨著溫度升高,硅與石墨烯之間的界面熱導及氮化鎵與石墨烯之間的界面熱導均呈增加趨勢,這主要是由于隨著溫度升高,原子間聲子態密度的耦合程度增加;隨著石墨烯層數增加,界面熱導呈下降趨勢,下降速度逐漸減弱;硅與石墨烯之間的界面熱導小于氮化鎵和石墨烯之間的界面熱導值;隨著溫度升高,氮化鎵基體與石墨烯之間界面熱導值的增長幅度要大于硅基體與石墨烯之間界面熱導的增長幅度。

發文機構：中國石化勝利油田分公司石油工程技術研究院 中國石油大學（華東）新能源學院

關鍵詞：分子動力學模擬界面熱輸運石墨烯聲子molecular dynamics simulationinterfacial thermal transportgraphenephonon

分類號： O551[理學—熱學與物質分子運動論]