金纳米颗粒修饰碳纳米管热输运机制研究

碳纳米管管间界面输运性能是影响其组装材料的热导率的关键因素,研究发现通过修饰金属纳米颗粒能极大影响碳纳米管界面输运性能,但其作用机制尚不清楚。因此,进一步探讨金纳米颗粒对界面热输运性能的影响以及阐明纳米颗粒在界面热输运中的作用机制至关重要。本文系统地研究了不同修饰量下的金纳米颗粒修饰的碳纳米管界面热输运变化规律,并结合声子态密度和声子重叠能的表征结果进行深入分析,揭示了金纳米颗粒提升碳纳米管界面输运能力的作用机制。

人工晶体的微结构调控热输运研究

随着电子工业与能源科学的快速发展,热管理成为微电子、热逻辑器件和热电技术等多个领域关注的重要课题。以半导体产业为例,传统芯片散热技术难以满足功率密度日益增大的芯片散热需求,已经成为限制芯片集成度进一步提高的瓶颈。因此,热输运的研究重点从宏观尺度延伸至微观尺度,并要求人们对热输运机制有更深入理解。本文从热声子的扩散输运、弹道输运等微观机制出发,探讨了材料微结构与热输运之间的关系。实验和理论表明,晶体中各种微结构对热输运过程有着重要的调控作用。本文重点讨论了薄膜体系中的点缺陷与量子点、超晶格、异质结构界面等对热输运的调控作用,并对其中的热输运机制进行了简要分析。尽管各种复杂的器件结构对高效的热管理构成了挑战,但人工微结构也为热输运调控提供了新的机遇。

碳纳米管间碘链负载量和分布的导热强化探究

碳纳米管间界面热阻导致了组装材料的十分低的热导率,极大阻碍了碳纳米管的应用。管间负载碘链可以有效改善界面热输运,并已经通过实验得到证实,但是管间碘链的强化导热的热物理机制,缺乏深入的探究。界面热输运提高的最大化的碘链负载方式,以及碘链引入带来的异质原子散射效应,亟待进一步的探究。因此本工作采用分子动力学模拟,计算了不同管间负载量的碘链,并比较了两种初始分布的碳管热导,通过声子态密度和声子重叠能进一步分析其作用机制,讨论了引入的管间碘链带来的对热输运的强化作用。