缺陷對(duì)氮化硅導(dǎo)熱性能影響的模擬研究

編號(hào)：CYYJ02861

篇名：缺陷對(duì)氮化硅導(dǎo)熱性能影響的模擬研究

作者：陳大業(yè) 陳鵬 錢家盛 夏茹 伍斌

關(guān)鍵詞： 高導(dǎo)熱氮化硅 空位 雜質(zhì)氧 溫度 聲子態(tài)密度 熱導(dǎo)率 分子動(dòng)力學(xué)模擬

機(jī)構(gòu)： 安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院

摘要： 通過反應(yīng)或熱壓燒結(jié)制備氮化硅器件過程中,產(chǎn)生的晶格空位和雜質(zhì)氧等缺陷會(huì)嚴(yán)重影響氮化硅材料的導(dǎo)熱性能。為了探究空位和氧雜質(zhì)對(duì)氮化硅材料導(dǎo)熱性能的影響規(guī)律,利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法設(shè)計(jì)了多種不同缺陷狀態(tài)的氮化硅模型,分析了空位/氧雜質(zhì)的比例、分布狀態(tài)、晶格位置以及溫度對(duì)氮化硅材料導(dǎo)熱性能的影響。研究結(jié)果表明:隨著空位/氧雜質(zhì)比例的增加以及溫度的升高,氮化硅體系的熱導(dǎo)率都呈明顯的下降趨勢(shì);當(dāng)空位/氧雜質(zhì)由原本隨機(jī)分布逐漸向?qū)�熱通路中間聚集時(shí),氮化硅的熱導(dǎo)率急劇降低;空位/氧雜質(zhì)所處不同晶格位置,體系熱導(dǎo)率有明顯差異。另外,通過計(jì)算氮化硅模型的聲子態(tài)密度,進(jìn)一步驗(yàn)證了空位/氧雜質(zhì)比例以及溫度對(duì)體系導(dǎo)熱性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果為制備具有高導(dǎo)熱性的氮化硅陶瓷提供了重要的指導(dǎo)。