一种合金导热系数调控方法技术

本发明专利技术公开了一种调控合金导热系数的方法，该方法包括以下步骤：构建包含N个宿主原子的晶格超胞，利用X个合金原子去替换晶格中的宿主原子；计算合金原子替换后晶格结构的SO，依据SO和X将合金结构分类，利用第一性原理方法优化合金结构，并计算优化后结构的声子色散关系，判断替换后晶格结构的稳定性；计算稳定结构的三阶力常数，结合声子色散关系计算得到声子属性，同时利用第一性原理计算稳定合金结构的电子属性；此外，计算不同价态原子替换后的声子和电子属性；分析不同SO和X以及不同价态原子替换后合金结构中声子和电子属性与晶格对称性、晶格收缩率和核外电子分布的关系。本发明专利技术技术路线简单、适用范围广、热调控幅度大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导热系数调控方法，具体涉及一种合金导热系数调控方法。

技术介绍

1、随着5g、人工智能等微电子技术的快速发展，半导体芯片的集成度和热功率密度越来越高。目前，半导体芯片结点热流密度已超过1000w/cm2，达到太阳对地球辐射的10000倍。由于温度是影响芯片性能和寿命的重要因素，高热流密度导致的散热问题成为制约半导体产业进一步发展的关键瓶颈，造成“热死”现象。对于半导体，声子(晶格振动)是主要的热载流子。声子输运的增强可以大大增加热流密度，缓解/消除散热问题。因此，研究声子传输的微观机理和强化原理至关重要。

2、合金化是半导体工业中广泛使用的一种技术，用于改善材料的电学、力学和光学性能。然而，以前的研究表明该技术在晶格结构、质量分布和势场方面引起了显著的畸变，大大增强了声子散射。因此，合金中的导热系数随着合金浓度表现出深“u”形，这一规律得到科学界广泛认可。由于合金化可以改善电学、力学和光学性能，因此除了合金导热系数“u”形变化之外，还应该存在合金化可以改善热学性能的声子输运行为。然而到目前为止，还没有设计合金材料中声子传输行为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种合金导热系数调控方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：利用公式计算原子替换后的合金结构种类。

3.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：通过提高对称性操作数SO、晶格收缩率η和电子分布对称性提高合金的导热系数。

4.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：所述电子属性包含电荷密度、差分电荷密度以及局域电子函数。

5.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：所述声子属性包含声子群速度、声子散射相空间、声子寿命和导热系数。

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【技术特征摘要】

1.一种合金导热系数调控方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：利用公式计算原子替换后的合金结构种类。

3.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：通过提高对称性操作数so、晶格收缩率η和电子分布对称性提高合金的导热系数。

4.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：所述电子属性包含电荷密度、差分电荷密度以及局域电子函数。

5.根据权利要求1所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：所述声子属性包含声子群速度、声子散射相空间、声子寿命和导热系数。

6.根据权利要求5所述的合金导热系数调控方法，其特征在于：在合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晨晗，吴超，王帅，尚永志，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：