Speciflc Heat-Phonon Spectrum Inversion Problem of High T_c Superconductor

The phonon density of states of YBa2Cu3O6.92 is obtained with the method of Fourier decon-volution and Tikhonov-s regularization technique from the experimental specific heat data. The result is compared with that of neutron inelastic scattering.

硅薄膜导热系数微尺度效应的临界尺寸

基于灰介质假设及拟合的色散关系，采用蒙特卡洛方法对微纳米硅薄膜内的声子热输运特性进行了模拟．将3μm厚的硅薄膜导热系数的计算结果与文献结果进行了对比，二者吻合较好．分析了厚度对薄膜内温度场及导热系数的影响．结果表明，当厚度小于某一尺度时，薄膜导热系数会随着厚度的减小而降低，呈现尺度效应；薄膜内温度场也不再是线性分布，而是在边界处呈现阶跃特性，且随着厚度减小，温度阶跃增大．基于该方法求得了100～400K温度区间内，硅薄膜法向导热系数出现明显尺度效应的临界尺寸．计算发现，随着温度的升高，临界尺寸变化范围很大，平均温度为100K时，临界尺寸约为50μm，平均温度为400K时，临界尺寸约为2．5μm，前后相差了一个数量级．

飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律

为研究飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律,利用考虑电子态密度(DOS)效应的模型计算了电子热容和电声耦合系数随电子温度的演化规律,并与采用QEOS(quotidian equation of state)模型计算结果进行了对比;提出DOS飞秒脉冲激光冲击强化模型,计算得到电子温度、晶格温度、等离子体羽位置时间演化规律和等离子体压力时空演化规律,并与QEOS飞秒脉冲激光冲击强化模型结果进行了对比。结果表明:DOS飞秒脉冲激光冲击强化模型计算得到的等离子体羽位置随时间的演化规律与实验结果吻合程度更好;增加激光能量或功率密度、考虑电子DOS效应会增加电子、晶格温度和等离子体压力。

多壁碳纳米管热物性参数的理论计算

本文计算了多壁碳纳米管的声子色散关系,分析了多壁碳纳米管的声子振动模式和热物理性质.结果表明:多壁碳纳米管的层间相互作用使得声子频率升高,因而使得比热容和热导率降低.在极低温区层间相互作用对热物性参数的影响明显.对于(5,5)@(10,10)管,不考虑层间相互作用时热导率的计算值在10 K处可相差60%.随着层数的增加,多壁管热导率值降低,并且趋向定值。

钼铜的低温导热研究

研究了熔渗法制备的Mo-Cu复合材料从350～20 K的导热率变化。结果表明,该材料在350 K的导热率为200 W/(m.K)。随着温度降低,导热率降低,降温至200 K后导热率升高,20 K时导热率达305 W/(m.K)。将样品用浓硝酸腐蚀去除铜组分后观察微观组织发现,Mo在熔渗制备过程中已烧结成骨架结构,这种结构的形成是低温材料导热率升高的原因。

单层XSe_(2)(X=Zr/Hf)的热电输运特性研究

基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)结合Boltzmann输运方程(BTE)和形变势理论(DP)系统地研究了单层ZrSe_(2)和HfSe_(2)的热电输运特性,分析了二者声子的谐性效应和非谐性效应对其晶格热导率的影响机理,并计算了不同温度下二者的塞贝克系数、功率因数、电导率等热电参数。研究结果表明:在300 K时,单层ZrSe_(2)和HfSe_(2)的晶格热导率分别为3.23和4.50 W/(m·K),且随温升降低;各声子支中横向声学支(TA)对热导率的贡献起主要作用。300 K时n型单层ZrSe_(2)和HfSe_(2)的最高ZT分别为1.50和1.95(高于p型),其中单层HfSe_(2)表现更佳,因此n型单层HfSe_(2)是一种良好的热电材料。该研究结果可为基于单层ZrSe_(2)和HfSe_(2)的热电设计和应用提供理论指导及借鉴。

立方相BaTiO_3电子结构及物理性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法计算了立方相BaTiO3的电子结构、弹性常数、等容比热容和声子散射关系曲线.计算得到的立方相BaTiO3的弹性常数和热容与实验结果符合得很好.计算并详细分析了立方相BaTiO3沿高对称方向(X→R;R→M;M→G;G→R)的声子色散曲线.

介孔复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟

采用格子玻尔兹曼方法对NaCl@Al2O3介孔复合材料内的声子热输运进行了模拟分析.基于德拜物理模型,提出了温度耦合的复合材料界面处理方法,有效实现了复合材料声子输运的格子玻尔兹曼模拟,获得了不同孔径、孔隙率、孔形状、孔排列、界面条件系数下介孔复合材料的热导率,并进行影响因素分析.结果表明:该介孔复合材料热导率,在孔隙率一定时,随着孔径增大而增大,呈现显著的尺度效应;在孔径一定时,热导率随孔隙率增大而减小;孔径和孔隙率一定时,热导率随界面条件系数的增大而减小;孔形状和孔排列均会影响介孔复合材料的热导率,且这种影响会随着界面条件系数的增大而增大.

纳米铜薄膜瞬态热输运过程试验研究与数值模拟分析

利用磁控溅射法制备厚度100 nm的铜薄膜,使用800 nm泵浦和400 nm探测瞬态反射技术,测量铜薄膜的时间分辨反射率,分析铜薄膜在飞秒激光作用下瞬态热输运过程。利用双温模型对铜薄膜热输运过程进行数值模拟,模拟结果显示电子和晶格体系温度变化过程,电声耦合系数为1.2×1016W·m-3K。变换参数进行模拟,分析薄膜厚度和电声耦合系数对非平衡热输运过程影响规律,为铜薄膜在集成电路中应用提供参考。

AlN晶体声子谱及其热学性能的第一原理计算

针对AlN晶体的声子谱和热学性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及ABINIT软件进行了理论计算,得到了AlN晶体的声子谱以及内能、质量定容热容、熵和自由能与温度的关系曲线,并对曲线进行了理论分析.计算结果表明:AlN晶体的声子谱有12条曲线,其中3支为声学波,9支为光学波,并且形成了一光学带隙.AlN晶体的内能随着温度的增加而增加;质量定容热容起初随着温度的增加而较快地增加,后来逐渐达到稳定值;熵随着温度的增加也在增加,并且关系曲线有一定的弯曲;自由能随着温度的增加在不断地减小.以上计算结果与物理规律具有一致性.

分形介质声子导热的频域问题

本文论证了分形介质中声子导热的必要条件，给出了分形介质定容比热的频域。结果表明，同一材料的分形介质定容比热恒小于均匀介质的定容比热。

fcc过渡族金属晶格动力学的改进分析型EAM模型计算

应用本研究组发展的改进分析型EAM多体势 ,由准谐和近似计算方法具体计算了 8种fcc过渡族金属 (Ag ,Au ,Cu ,Ir ,Ni,Pd ,Pt,Rh)和Al的 [10 0 ],[110 ]和 [111]3个方向的声子谱和晶格摩尔热容 ,并将计算结果与实验结果进行了比较。结果表明 :声子谱在低频率处与实验结果符合得很好 ,在高频率处有偏差 ;计算的晶格摩尔热容与实验结果符合良好。所采用的EAM多体势能较好的反映fcc金属原子间的相互作用。

纺织品传热机理的理论探讨

文章分析了纺织品传热机理。从宏观角度看 ,纺织品作为纺织纤维和空气的集合体 ,其传热途径包括传导、对流、辐射和伴随着水汽传输而发生的潜热传递 ;从微观角度看 。

Ca_2YO(BO_3)_3晶体的热物理性质研究

测量了新型非线性激光晶体Ｃａ２ＹＯ（ＢＯ３）３（ＹＣＯＢ）的比热及其沿ａ、ｂ、ｃ三个方向的热膨胀系数、热扩散系数、导热系数、声子平均自由程和等效声速等热物理性质；讨论了属于单斜晶系的ＹＣＯＢ晶体的热物性的各向异性行为；实验结果表明ＹＣＯＢ晶体具有较大的比热和导热系数，其热膨胀系数各向异性相对较小，具有良好的热物理和力学性能．

CdHg(SCN)_4晶体的热容及激光损伤机制研究

采用密度泛函微扰理论(DFPT)和模守恒贋势方法,研究了CdHg(SCN)4(CMTC)晶体的声子态密度和声子色散谱.采用第一布里渊区的特殊点取样方法,计算了CMTC晶体的比热容,所得结果与实验结果相符.研究了脉冲激光辐照时晶体光损伤的物理机制,结果表明,增大晶体的热容量可提高晶体激光损伤阀值.

1维简单晶格振动热容的研究

研究了1维简单晶格振动热容,得到了热容的表达式,并讨论了高温、低温情况,得到了在低温极限情况下,1维简单晶格振动热容与温度成正比的研究结果.

关于二硼化镁超导体比热的一点探索

在双带密度泛函理论的基础上,研究了双能隙超导体MgB2的超导态的比热跃变ΔC(T)与能隙的关系,指出了比热跃变的主要原因,并在转变温度Tc时将ΔC(T)/Tc的理论计算值与实验值作了对比,结果符合得很好。

原子质量比对一维Fibonacci链热传导性质的影响

用传输矩阵的方法,研究一维Fibonacci链中2种不同原子的原子质量比对其热传导性能(透射系数及热导率)的影响。研究结果表明:随着原子质量比的增大,高频区域的透射系数减小,透射谱向低频方向移动;同时,原子质量比越大,同样大小的体系对应的热导率越小,当原子质量比足够大时,热导率会趋近0 W/(m.K)。在热导率与频率平方的关系曲线中,热导率随频率平方呈现台阶式缓慢上升的趋势,且在高频端趋于某一稳定值。

分形介质导热问题中声子的作用

从声子的性质出发阐述了声子在分形介质导热问题中的作用,得出了以下结论:分形介质中声子导热的频域为Al～Aξ,而不再象均匀介质那样为0～ωm;同一材料组分时分形介质的定容比热要小于均匀介质的定容比热。

过渡族BCC金属晶格动力学的改进分析型EAM模型

应用改进分析型EAM多体势,运用晶格动力学理论,具体计算了7种过渡族bcc金属(Cr,Fe,W,Mo,Ta,V,Nb)的[100],[110]和[111]三个晶向声子谱和比热.将计算结果与实验值进行了比较,较Johnson势有很大提高;并从方向性键合角度对符合情况进行了分析.