氩晶体热传导的分子动力学模拟

摘要

本文采用了平衡分子动力学对大块氩晶体和纳米薄膜氩晶体的热容和热导率进行了模拟。我们采用了三种不同的晶格常数，对比其他人的实验和分子动力学模拟结果，发现在较高的温度，也就是大于1/3的德拜温度(92K)的温度范围内，热膨胀对比热容的影响较小，而大大降低了热导率。本文的热导率的值小于其他实验值的原因是因为实验的条件与本文的模型不一致，其他实验制备的晶体中有杂质，而且通常密度较高。我们还模拟了薄膜厚度对热物性的影响。研究表明薄膜厚度不影响比热容，当厚度小于20nm时，热导率与薄膜厚度线性相关，这主要是因为声子的边界散射。对比其他的NEMD所得到的热导率，采用EMD 得到的结果要小些。