波耳茲曼傳輸方程和分子動力學(xué)對銅薄膜熱導(dǎo)率模擬研究及其比較.pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文波耳茲曼傳輸方程和分子動力學(xué)對銅薄膜熱導(dǎo)率模擬研究及其比較姓名：葉杰成申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：測試計量技術(shù)及儀器指導(dǎo)教師：唐禎安20010319A B S T R A C TT h et h e r m a lc o n d u c t i v i t yo f t h i n —f i l mi sn o t t h ei n t r i n s i cm a t e r i a Ip r o p e r t

2、y a si t i sf o r b u l ks a m p l e s ，s i n c ei t d e p e n d s o nt h eg e o m e t r i cp a r a m e t e r o f t h i n - f i l m ,s u c h a st h ef i l mt h i c k n e s s ．n l i si st h es o - c a l l e d p r o p e r

3、t y o f s i z ee f f e c t ．T h i st h e s i su s e dc o m p u t e rs i m u l a t i o nm e t h o dt o s t u d yt h et h e r m a lc o n d u c t i v i t yo f c o p p e rt h i n - f i l m ．B o l t z m a n n t r a n s p o r

4、te q u a t i o nr B T E ) i s t h e m o s t b a s i ce q u a t i o n t h a td e s c r i b e st h ep h e n o m e n o no f e l e c t r o nt r a n s p o r t ．T h i ss t u d yu s e dB T E t o i n v e s t i g a t et h ee f f

5、e c t o ft h i c k n e s s O n t h e i n - p l a n e t h e r m a l c o n d u c t i v i t y o f s i n g l e c r y s t a l ，d e f e c t - f r e e ．t h i nm e t a l l i c f i l m s ．T h ei m p o s e dt e m p e r a t l l r e

6、 g r a d i e n t w a si n t h ed i r e c t i o no f p e r p e n d i c u l a rt ot h ef i l mp l a n ea n dt h et r a n s p o r to f t h e r m a le n e r g yw a s p r e d o m i n a n t l y d u e t or ic ee l e c t r o n m

7、 o t i o n 。T t l er e s u l tw a s a p p l i e d t oc o m p u t et h et h e r m a l c o n d u c t i v i t y o f c o p p e r t h i n - f i l m ．B e s i d et h eB T E m e t h o d ，m o l e c u l a rd y n a m i c s ( M D )

8、s i m u l a t i o nh a sr e c e n t l yb r o u g h t a l l u p r e c e d e n t e du p s u r g eo f r e s e a r c hi n m i c m s c a l eh e a tt r a n s f e r ．T w ok i n d s o fM D t e c h n i q u e s W e r eu s e dj n t

9、 h e t h e s i s ．T h eE q u i l i b r i u mm o l e c u l a rd y n a m i c s ( E M D ) t e c h n i q u eW a su s e dt o c x p l o mt h e t h e r m a lc o n d u c t i v i t yo fc o p p e rt h i n - f i l m w i t h t h i c

10、 k n e s s b e t w e e n 1 0 0 ·4 0 0 n m ．A n dt h e h o m o g e n e o u sn o n e —e q u i l i b r i u mm o l e c u l a rd y n a m i c sO 咂M D ) t e c h n i q u e W a s u s e dt os t u d y t h et h e r m a lc o n d

11、 u c t i v i t yo f f i l mw i t ht h i c k n e s sb e t w e e n1 6 ．7 0 n m ．A l lo f t h er e s u l t sw e r e c o m p a r e d w i t h t h ee x p e r i m e n t a l d a t af r o m t h e l i t e r a t u r e s ．L a s t ，t

12、 h et h e s i sg a v e ar e v i e wo f t h er e s u l t sb e t w e e n B T E t e c ／m i q u ea n dM Dt e c h n i q u e ．f K e y w o r d J M o l e c u l a r D y n a m i c s Q ∞) ' B o l t z r a a n n T r a n s p o r t