纳米多孔结构单晶硅热电薄膜声子热导率数值研究

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【作者】毕成 [1] 唐桂华 [2] 傅博 [2]

【关键词】热电薄膜纳米多孔材料声子热导率单晶硅

【摘要】为降低多孔热电薄膜的热导率来提升其热电转换效率,基于离散坐标法和松弛时间近似模型求解声子Boltzmann输运方程,对单晶硅纳米多孔热电薄膜声子热导率进行了数值研究,获得了多孔硅薄膜厚度、孔隙率、边界镜面率和声子散射边界面积对其热导率的影响规律,讨论了孔隙率、多孔薄膜厚度对薄膜各向异性导热特性的影响.结果表明:随着孔隙率的增加及薄膜厚度的减小,热导率逐渐降低;当孔隙率增加到64％,且硅薄膜厚度减小到块材料硅声子平均自由程的1/10时,与块材料热导率相比,薄膜热导率至少下降两个数量级.通过分析多孔薄膜中的热流分布特性,提出了优化设计薄膜多孔结构的方法,为设计低热导率高效热电薄膜提供了理论依据.

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纳米多孔结构单晶硅热电薄膜声子热导率数值研究

【作者】 毕成 [1] 唐桂华 [2] 傅博 [2]

【关键词】 热电薄膜 纳米多孔材料 声子热导率 单晶硅

【作者】毕成 [1] 唐桂华 [2] 傅博 [2]

【关键词】热电薄膜纳米多孔材料声子热导率单晶硅