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| 編輯推薦： |
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清华大学优秀博士学位论文丛书（以下简称优博丛书）精选自2014年以来入选的清华大学校级优秀博士学位论文（Top 5%）。每篇论文经作者进一步修改、充实并增加导师序言后，以专著形式呈现在读者面前。优博丛书选题范围涉及自然科学和人文社会科学各主要领域，覆盖清华大学开设的全部一级学科，代表了清华大学各学科*秀的博士学位论文的水平，反映了相关领域*的科研进展，具有较强的前沿性、系统性和可读性，是广大博硕士研究生开题及撰写学位论文的必备参考，也是科研人员快速和系统了解某一细分领域发展概况、*进展以及创新思路的有效途径。
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| 內容簡介： |
随着半导体器件和材料科学的发展，越来越多的纳米结构和纳米材料开始出现。界面特性深刻影响着纳米结构的导热及热设计，本书以半导体纳米界面导热特性为主题，针对纳米电子器件和纳米材料的研究前沿问题，对国内外发展动向和研究现状进行了调研和整理，研究融合了当前研究纳米结构界面导热特性的主要手段，力求在数值模拟及实验测量的基础上深入揭示影响纳米结构界面导热特性的主要因素及物理作用机制。
本书可供相关专业高年级本科生、研究生以及相关领域科研与教学工作者阅读参考。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1研究背景
1.2界面导热特性理论模型
1.3界面导热特性模拟计算
1.4界面导热特性实验测量
1.5界面导热特性对纳米材料热物性的影响
1.5.1纳米多晶材料热导率
1.5.2纳米结构界面热整流效应
1.6本文研究内容
第2章复合薄膜界面热阻特性的模拟及实验测量
2.1双层薄膜界面热阻特性
2.1.1双层薄膜建模及模拟细节
2.1.2界面热阻随界面温度的变化
2.1.3界面热阻随界面两侧薄膜厚度的变化
2.1.4界面热阻随界面两侧材料原子质量比的变化
2.1.5界面热阻随热流方向的变化
2.1.6声子波包模拟
2.1.7双层薄膜界面声子透射特性
2.2晶界热阻的分子动力学模拟
2.2.1晶界建模及模拟细节
2.2.2MllerPlathe方法计算热导率原理
2.2.3晶界热阻随温度的变化
2.2.4晶界热阻随晶界角的变化
2.2.5扭转晶界声子透射特性
2.3界面热阻的飞秒激光热反射测量
2.3.1双波长飞秒激光热反射测量系统
2.3.2传热理论模型
2.3.3实验样品制备
2.3.4测量结果分析
2.4小结
第3章基于声子波包模拟的界面输运特性研究
3.1一维原子链中的声子透射特性
3.1.1含杂质的原子链的声子输运特性
3.1.2质量渐变原子链中的声子输运特性
3.2复合材料中的声子输运干涉效应
3.2.1建模及模拟细节
3.2.2立方形颗粒的干涉效应
3.2.3球形颗粒的干涉效应
3.2.4多次透射反射预测模型
3.3声子波包分裂现象分析
3.3.1波包信号分析
3.3.2固体氩中的波包分裂
3.3.3硅晶体中的波包分裂
3.4小结
第4章纳米多晶材料热导率
4.1三维Voronoi图建模
4.2纳米多晶体材料热导率模拟
4.2.1GreenKubo法计算热导率原理
4.2.2纳米多晶结构热导率模拟准则
4.2.3多晶氩热导率的温度依赖特性
4.2.4多晶氩热导率随晶粒尺寸变化
4.2.5多晶氩中晶界热阻预测
4.2.6硅纳米多晶材料热导率特性
4.3纳米多晶薄膜热导率模拟
4.3.1多晶薄膜模拟细节
4.3.2多晶薄膜热导率的温度依赖性
4.3.3多晶薄膜热导率的厚度依赖性
4.3.4多晶薄膜热导率随晶粒尺寸的变化
4.4小结
第5章非对称纳米结构热整流特性研究
5.1非对称硅纳米条带热整流特性
5.1.1条带热导率表征
5.1.2热整流特性分析
5.1.3声子透射特性分析
5.2含锥形空腔硅纳米薄膜的热整流特性
5.2.1空腔热阻计算
5.2.2热整流特性分析
5.2.3声子透射特性分析
5.3含三角形孔硅纳米薄膜热整流特性
5.3.1三角形孔热阻计算
5.3.2热整流特性分析
5.3.3声子透射特性分析
5.4小结
第6章结论参考文献
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| 內容試閱：
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导师序言一方面，随着半导体器件的小型化、集成化的发展，电子器件中出现了越来越多的纳米结构，如MOSFET等。另一方面材料科学与技术的发展也促成越来越多的纳米材料的出现，如超晶格薄膜、多晶材料、纳米复合薄膜、纳米线、碳纳米管以及石墨烯等。在这些纳米结构与纳米材料中，界面特性深刻影响着纳米器件的导热及热设计。以碳纳米管和石墨烯为例，单根碳纳米管及单层石墨烯的热导率可以高达几千WmW，但含有碳纳米管以及石墨烯的复合材料的热导率就立刻下降至常规材料热导率水平，高热导率特性消失了，其主要原因就是在纳米管及石墨烯复合材料中存在的大量界面限制了碳纳米管、石墨烯等高热导率材料的应用。由此可见，界面导热特性研究是纳米器件及材料设计过程中不可或缺的组成部分，研究纳米结构的界面导热特性十分必要。与此同时，界面热输运机理研究属于目前传热和热物理领域的前沿问题，尤其是其微观物理机制还处于探索阶段，也需要进行深入的研究。鞠生宏的博士学位论文以半导体纳米界面导热特性为研究主题，针对纳米电子器件和纳米材料的研究前沿问题，具有重要的学术意义。论文对国内外发展动向和研究现状进行了调研和整理， 论文的研究融合了当前研究纳米结构界面导热特性的主要手段，包括理论模型计算、分子动力学模拟、声子波包模拟、飞秒激光热反射测量等多种方法，设计了多种典型的纳米界面结构，力求在数值模拟以及实验测量的基础上深入揭示影响纳米结构界面导热特性的主要因素及物理作用机制。该论文对于纳米结构界面导热特性的研究可以归纳为三个层次。首先，从宏观的角度研究了界面对于高界密度材料热物性的影响，这主要涉及纳米多晶体材料、纳米多晶薄膜材料、纳米复合材料的导热特性研究。其次，作者将重点会聚到单一的界面结构，如纳米多晶中的晶界、双层复合薄膜的界面，通过大量的模拟以及实验测量，着重分析单一界面的导热特性及影响因素。最后，作者更进一步深入到声子在界面的频谱透射特性，通过声子波包模拟手段从声子界面的透射角度研究了影响纳米结构界面导热特性的根源 。我相信本书的出版一定会促进读者对纳米结构界面导热特性的认识。
梁新刚〖〗清华大学航天航空学院[]2017年6月
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