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《大连理工大学》 2001年
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波耳兹曼传输方程和分子动力学对铜薄膜热导率模拟研究及其比较

叶杰成  
【摘要】: 热导率是体材料的一个固有特性,而对于薄膜材料的热导率却是一个几 何参数—厚度的函数,这就是所谓的微尺度效应。本文采用数值模拟的方法, 计算了铜薄膜的热导率。 波耳兹曼传输方程(BTE)是描述电子输运的基本方程。对于金属薄膜材 料,当外加的温度梯度平行于薄膜方向时,热能的交换仅由自由电子传输完 成的。文中介绍了用波耳兹曼传输方程计算了单晶、无缺陷金属薄膜的横向 热导率。 除了波耳兹曼传输方程以外,近几年来分子动力学方法在研究微尺度热 物性方面得到了广泛的重视。本文采用两种分子动力学(MD)方法研究不 同厚度和温度下铜薄膜的热导率。平衡态分子动力学(EMD)方法用来研究厚 度在100-400nm之间的热导率,均质非平衡态分子动力学(NEMD)方法用来 研究厚度在16-70nm之间的热导率。并将结果和实验做了比较。 最后,本文将波耳兹曼传输方程和分子动力学方法就铜薄膜热导率的计 算结果作了研究比较。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O484.4

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 余隽,唐祯安,魏广芬;微电子机械系统中微尺度热物性研究进展[J];机械强度;2001年04期
2 徐征,刘增雄;Al与Al之间低温界面热阻的分子动力学仿真[J];科技情报开发与经济;2005年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 葛春醒;纳米孔隙气相导热系数的分子动力学模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 叶杰成,申爽,唐祯安;均质非平衡态分子动力学模拟铜薄膜的热导率[J];大连理工大学学报;2002年03期
2 叶杰成,唐祯安;分子动力学模拟铜薄膜的热导率[J];计算物理;2002年04期
3 过增元;国际传热研究前沿──微细尺度传热[J];力学进展;2000年01期
【共引文献】
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1 陈惜明;彭宏;;化学工程技术的几个热点与发展趋势[J];安徽化工;2006年01期
2 王秋军,徐红玉,宋亚勤,张元冲;微尺度热传导理论及金属薄膜的短脉冲激光加热[J];微纳电子技术;2003年11期
3 张颖;王蔚;田丽;刘晓为;李玲;;微流动的尺寸效应[J];微纳电子技术;2008年01期
4 邓宏武;潘文艳;陶智;丁水汀;;开槽交错肋通道换热和流阻特性[J];北京航空航天大学学报;2007年10期
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6 邓宏武;谭艳;王佳仁;罗翔;;涡轮叶片尾缘复合通道的流动与换热[J];北京航空航天大学学报;2010年09期
7 孙纪宁;邓晶;邓宏武;;涡轮叶片微小通道气膜新型复合冷却结构设计[J];北京航空航天大学学报;2012年05期
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9 蒋洁;郝英立;;高热流微冷却器的换热性能研究[J];传感技术学报;2006年05期
10 刘晓为;辛欣;霍明学;徐磊;;微型多槽道平板热管传热特性分析及最大传热量预测[J];传感技术学报;2007年09期
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1 焦涛;李红旗;;微通道换热器在热泵空调器中的应用分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
2 田金光;赵宇;吴颖;韩迪;;航空发动机滑油箱液位在线测量方法设计[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
3 徐绍琨;陈宝明;汲水;;小尺度流道换热器换热特性的实验研究[A];山东省暖通空调制冷2007年学术年会论文集[C];2007年
4 齐月静;刘占卿;姜毅;侯传勋;;基于虚拟仪器的大型温度场测试系统[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
5 张俊峰;李兴国;娄国伟;;MCM系统中热传递的非傅立叶效应分析[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
6 刘济春;周嘉穗;贾国鹏;肖红云;孙颖;;燃烧试验用同轴热电偶研制及应用[A];第十五届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2012年
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1 孙卫明;科学与工程计算中的Fourier级数多尺度方法[D];北京交通大学;2011年
2 连文磊;磁性液体热磁对流与传热机理[D];南京理工大学;2010年
3 王建立;微纳米线热物性测量方法及其应用[D];清华大学;2010年
4 付鑫;微细通道内液氮流动沸腾热物理特性与机理的可视化研究[D];上海交通大学;2011年
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6 崔云先;瞬态切削用NiCr/NiSi薄膜热电偶测温刀具研究[D];大连理工大学;2011年
7 宋朝辉;神经网络在空间光学窗口热光学性能研究中的应用[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
8 王建国;锅炉受热面污垢在线监测理论及应用[D];华北电力大学;2001年
9 陈飚松;热传导与结构耦合系统的灵敏度分析及优化设计[D];大连理工大学;2002年
10 胡宇群;微型飞行器中的若干动力学问题研究[D];南京航空航天大学;2002年
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1 刘宇;烧结微多孔表面在饱和FC-72中沸腾传热效果评价[D];华东理工大学;2011年
2 杨炎超;投影机水冷散热系统设计[D];南京理工大学;2010年
3 郑鼎;轻型客车内置式温差发电器热电特性的研究[D];华南理工大学;2011年
4 戴勇;微槽道沸腾传热及流阻特性的实验研究[D];华南理工大学;2011年
5 谢勐吉;微系统中相关电子装备的散热研究[D];电子科技大学;2011年
6 葛春醒;纳米孔隙气相导热系数的分子动力学模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 刘君;微通道流动特性的数值分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王秋香;微管换热器传热与流动性能的实验研究[D];天津大学;2010年
9 曾悠兵;导热系数测定仪若干关键技术研究[D];天津大学;2010年
10 刘明艳;微小通道与射流相结合的高热流密度热沉结构的数值模拟[D];清华大学;2010年
【同被引文献】
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1 樊康旗,贾建援;经典分子动力学模拟的主要技术[J];微纳电子技术;2005年03期
2 刘育松;张欣欣;于帆;;纳米尺度孔隙内气体导热系数的分子动力学模拟[J];北京科技大学学报;2006年12期
3 徐跃飞;廖恒成;;纳米薄膜面向导热系数的分子动力学模拟[J];传感技术学报;2006年05期
4 王娟;张长瑞;冯坚;;SiO_2气凝胶薄膜的性能、应用与制备方法[J];材料导报;2004年01期
5 田少岗;沈海军;;几种纳米管导热性的分子动力学模拟[J];材料科学与工程学报;2009年02期
6 沈军,王珏,吴翔;气凝胶──一种结构可控的新型功能材料[J];材料科学与工程;1994年03期
7 叶杰成,申爽,唐祯安;均质非平衡态分子动力学模拟铜薄膜的热导率[J];大连理工大学学报;2002年03期
8 陈慧;陈云飞;陈敏华;毕可东;;填充氩后单壁碳纳米管的导热系数[J];东南大学学报(自然科学版);2006年03期
9 毕可东;陈云飞;杨决宽;陈敏华;;不同结构单壁碳纳米管热传导的分子动力学模拟[J];东南大学学报(自然科学版);2006年03期
10 冯晓利,李志信,过增元;导热系数的分子动力学模拟研究及相关问题的探讨[J];工程热物理学报;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄正兴;薄膜热导率的测试与分子动力学模拟研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈慧;单壁碳纳米管导热系数的分子动力学仿真[D];东南大学;2006年
2 温宇;半导体材料Si力学性能及点缺陷运动的分子动力学模拟[D];大连理工大学;2008年
3 马少华;二氧化硅气凝胶的溶胶—凝胶法制备及金属银纳米粒子掺杂研究[D];陕西师范大学;2008年
【二级引证文献】
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1 商福民;董伟;;局域非平衡条件下微尺度超常传热特性及研究进展[J];长春工程学院学报(自然科学版);2007年03期
2 毕冬梅;陈焕新;王丽萍;田野;王惠龄;;低温下接触界面热阻的实验与模拟研究[J];低温工程;2011年05期
3 杜虎;吴钢;庞之洋;张乔斌;李光华;陈金增;汤智胤;;基于界面热阻等效模型的超导磁体热输运分析[J];低温与超导;2011年07期
4 罗建斌;徐斌;薛宏;;用GDQ方法模拟微尺度库埃特流动研究[J];广西工学院学报;2009年01期
5 邵宝东;孙兆伟;王丽凤;;微纳卫星的微尺度传热问题及其解决方法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年09期
6 孙江龙;吕续舰;郭磊;杨侠;;微尺度流动研究的简要综述[J];机械强度;2010年03期
7 罗建斌;徐斌;薛宏;;流动数值模拟中GDQ方法的应用[J];能源技术;2009年02期
8 陈玉凤;刘尧;王培吉;;微尺度传热学进展[J];济南大学学报(自然科学版);2008年01期
9 唐祯安,黄正兴,顾毓沁,朱德忠;MEMS中薄膜热物性测试方法研究[J];仪表技术与传感器;2003年02期
10 陈海辉;微尺度热传导的研究进展[J];南华大学学报(自然科学版);2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 关乐;基于宏模型技术的MEMS系统级仿真研究[D];大连理工大学;2011年
2 陈进;低温固体界面传热过程计算机仿真研究[D];华中科技大学;2004年
3 毕冬梅;低温真空下接触界面间传热特性实验与机理分析[D];华中科技大学;2013年
4 毕冬梅;低温真空下接触界面间传热特性实验与机理分析[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕安新;薄膜热物性的测试系统研究[D];大连理工大学;2010年
2 王丽萍;低温固体接触界面热阻分析与仿真研究[D];华中科技大学;2009年
3 张恒兴;调制光热法低温铜和不锈钢接触界面热阻实验研究[D];华中科技大学;2011年
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5 丁海涛;纳米薄膜比热容的分子动力学模拟和测试研究[D];大连理工大学;2005年
6 崔晶晶;基于声子理论低温界面热阻计算机仿真研究[D];武汉理工大学;2006年
7 陈序良;同位素掺杂硅声子散射的研究方法探讨[D];大连理工大学;2008年
8 邹裕隽;硅的混合浓度对硅锗合金声子热导率影响的研究[D];江苏大学;2009年
9 崔麦玲;一维准周期体系的热传导性质[D];中南大学;2010年
10 宋凯;硅藻土制备SiO_2气凝胶及其复合体系[D];大连理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 过增元;国际传热研究前沿──微细尺度传热[J];力学进展;2000年01期
2 过增元;;当前国际传热界的热点——微电子器件的冷却[J];中国科学基金;1988年02期
3 彭晓峰,王补宣;液体内部汽化的汽化空间与拟沸腾[J];中国科学基金;1994年01期
【相似文献】
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3 秦华,傅汝廉,郜洪云,刘娟,史新刚;四能级固体增益介质中长脉冲抽运光的吸收[J];光电子.激光;2005年03期
4 宋峰,苏瑞渊,傅强,覃斌,田建国,张光寅;高浓度镱铒共掺磷酸盐光纤放大器增益特性[J];物理学报;2005年11期
5 高应才,江开春;MOS器件中载流子传输方程广义解的存在唯一性[J];数学物理学报;1995年S1期
6 李永池,丁啟财;三维弹性固体中冲击波传输方程的Lagrange描述[J];应用数学和力学;1982年04期
7 邢长虎,于艳,翟华英,翟启杰;贴体网格的生成与通用传输方程在贴体坐标区域中的变换[J];上海大学学报(自然科学版);2002年05期
8 姚敏;雷大军;;软物质中孤子波的传输方程[J];金陵科技学院学报;2006年01期
9 易帆,肖佐;损耗大气中随机重力波场的传输方程[J];空间科学学报;1993年04期
10 邱服民;光束质量标准中传输方程的研究[J];强激光与粒子束;1996年04期
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1 马晨明;;基于Carleman估计的非定常传输方程源项的辨识[A];现代数学和力学(MMM-XI):第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年
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3 常建华;张明德;孙小菡;;变步长的龙格库塔法求照多波长泵浦拉曼放大传输方程[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
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5 刘明伟;黄正;周并举;唐利强;刘小娟;;超强激光束在等离子体通道中传输的相对论性自聚焦研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 崔艳芬;茅德康;;一种设计满足多个守恒律格式的差分技巧及其在KdV方程数值模拟上的应用[A];全国计算物理学会第六届年会和学术交流会论文摘要集[C];2007年
7 陈虹霞;顾瑛;刘凡光;程刚;;光动力疗法治疗眼底病中视网膜温度分布的数学模拟[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 黄必昌;高致慧;虞爱华;洪泽华;;拉曼光纤放大器瞬态效应的时域差分研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 陈彬;刘阁;;化工管路系统水击振动被动控制研究[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
10 陈彬;刘阁;;化工管路系统水击振动被动控制研究[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
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1 王中林;纵论纳米科学与技术[N];山西经济日报;2002年
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1 程鸿;基于强度测量的确定性相位检索[D];安徽大学;2012年
2 崔艳芬;线性传输方程和KdV方程满足两个守恒律的差分格式[D];上海大学;2008年
3 游开明;宽带脉冲激光的传输和聚焦特性研究[D];武汉理工大学;2009年
4 雷震;粘弹性流体力学方程组的整体经典解和不可压缩极限[D];复旦大学;2006年
5 卓辉;周期性微结构光子材料中光波的非线性传输研究[D];湖南大学;2008年
6 王娟芬;非均匀光纤和非均匀波导中光脉冲和光波的传输特性研究[D];山西大学;2008年
7 高曾辉;非傍轴光束传输特性、相干和非相干合成研究[D];四川大学;2007年
8 邵加峰;光学双稳态及光纤激光器的研究[D];上海交通大学;2008年
9 赵德双;高性能锁模光纤激光器研究[D];电子科技大学;2005年
10 杨锐;异向介质的电磁特性及应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶杰成;波耳兹曼传输方程和分子动力学对铜薄膜热导率模拟研究及其比较[D];大连理工大学;2001年
2 江冰;掺铒磷酸盐波导激光器的研究和光波导的计算与制作[D];电子科技大学;2005年
3 邱娉;内腔式光纤拉曼激光器的理论研究[D];山东大学;2007年
4 刘俊杰;掺铥光纤放大器的研究[D];北京交通大学;2009年
5 陶少杰;基于强度传输方程的相位恢复算法研究[D];安徽大学;2013年
6 刘海兰;两类非线性系统中孤子的传输特性研究[D];湖南大学;2007年
7 张涛;激光束通过湍流大气传输的光谱特性研究[D];四川师范大学;2009年
8 汤明玥;湍流对厄米高斯及列阵双曲余弦高斯光束的传输和远场光束质量的影响[D];四川师范大学;2008年
9 成茜;超常介质中超短电磁脉冲孤子的形成和传播特性研究[D];湖南大学;2009年
10 张海霞;负折射介质中超短脉冲传输特性研究[D];内蒙古大学;2009年
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