[发明专利]计算硅锗超晶格材料界面热阻的方法

摘要

计算硅锗超晶格材料界面热阻的方法，涉及计算硅锗超晶格材料界面热阻，解决了目前通过理论和实验方法不能准确分析硅锗超晶格材料传热机理的问题，具体步骤如下：A建立硅锗超晶格材料的非平衡态分子动力学导热模型；B设定导热模型粒子的初始状态，将系统温度调整到要求温度，标定硅锗超晶格材料中粒子在要求温度下的速度；C确定粒子间的作用势能；D计算硅锗超晶格材料中粒子间的作用力；E根据牛顿第二定律，求得硅锗超晶格材料中粒子的运动方程，积分运动方程，求得硅锗超晶格材料中粒子的运动速度；F运用非平衡态分子动力学方法求解硅锗超晶格结构的界面热阻。本发明适用于硅锗超晶格材料热导率研究领域，评价不同因素对界面热阻的影响。

主权项

计算硅锗超晶格材料界面热阻的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤一：建立硅锗超晶格材料的非平衡态分子动力学导热模型；步骤二：设定步骤一中导热模型中粒子的初始状态，所述初始状态包括粒子的初始位置和速度，硅、锗粒子的初始位置分布在面心立方结构的晶格点阵上，而粒子的初始速度的分布采用麦克斯韦速度分布；将系统温度调整到要求温度，重新标定硅、锗超晶格材料中粒子在要求温度下的速度；步骤三：根据步骤二中获得的粒子速度，采用Stillinger-Webber多体势能函数来计算硅、锗分子之间的作用势能；步骤四：根据分子动力学分析方法，用步骤三中计算得到的势能函数的梯度来计算硅锗超晶格材料中粒子间作用力；步骤五：由步骤四获得的粒子间作用力，求得硅锗超晶格材料中粒子的运动方程，采用Verlet蛙跳算法对运动方程进行积分，计算粒子在t时刻的新位置和速度；步骤六：采用各向异性非平衡态分子动力学方法来计算界面热阻，选用恒温墙方法对系统施加温度梯度，计算导热方向每一层粒子的温度，并且对温度进行量子化修正；利用公式 R b = ΔT Q / A n = Δ T x J x 来计算硅锗超晶格结构的界面热阻，其中ΔT表示温度梯度方向的温差，Q为热流量，An为面YOZ的横截面积，ΔTx为X方向的温差；Jx为X方向的热流。