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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 | |
| 作者单位： | ;1.西安特种设备检验检测院;2.西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室 |
| 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。 |
| 关 键 词： | 热电薄膜 纳米多孔材料 声子热导率 单晶硅 |
Numerical Study on the Phonon Thermal Conductivity of Nano-Structured Single-Crystal Silicon Thermoelectric Thin Film |
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