硅晶体热导率及点缺陷散射影响的分子动力学模拟
【摘要】 由于材料中存在的缺陷结构会对材料的导热性能造成影响，本文应用逆非平衡分子动力学方法对硅材料的热导率及空位缺陷、间隙原子两种点缺陷结构对材料热导率的影响进行模拟研究.模拟结果表明：由于点缺陷存在时声子与缺陷间的散射作用，材料热导率随两种点缺陷浓度的增加逐渐减小，低缺陷浓度使得材料热导率有更大幅度的降低，随缺陷浓度增加，热导率降低的幅度逐渐平缓；当材料中存在相对较高缺陷浓度时，温度对热导率不再具有显著影响.通过对热阻的分析得出，各温度下含两种点缺陷结构时的相对热阻增量均与所考虑的点缺陷浓度呈线性关系.进一步由此宏观量间的线性关系揭示出微观层面声子、缺陷散射的平均自由程与点缺陷浓度间的反比关系.以线性关系的斜率作为衡量点缺陷对材料热阻（热导率）影响程度大小的影响因子，两种点缺陷的影响因子均随温度的升高而降低，而间隙原子对材料热导率有相对更大的影响.
