編號：CYYJ02861
篇名：缺陷對氮化硅導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： 高導熱氮化硅 空位 雜質(zhì)氧 溫度 聲子態(tài)密度 熱導率 分子動力學模擬
機構(gòu)： 安徽大學化學化工學院
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)氧等缺陷會嚴重影響氮化硅材料的導熱性能。為了探究空位和氧雜質(zhì)對氮化硅材料導熱性能的影響規(guī)律,利用分子動力學模擬方法設(shè)計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氮化硅材料導熱性能的影響。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,氮化硅體系的熱導率都呈明顯的下降趨勢;當空位/氧雜質(zhì)由原本隨機分布逐漸向?qū)嵬分虚g聚集時,氮化硅的熱導率急劇降低;空位/氧雜質(zhì)所處不同晶格位置,體系熱導率有明顯差異。另外,通過計算氮化硅模型的聲子態(tài)密度,進一步驗證了空位/氧雜質(zhì)比例以及溫度對體系導熱性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果為制備具有高導熱性的氮化硅陶瓷提供了重要的指導。
