view in publisher's site

Effect of grain boundary angle on the thermal conductivity of nanostructured bicrystal ZnO based on the molecular dynamics simulation method

Highlights•The grain boundary (GB) energy and the Kaptiza resistance do not change monotonically with the angle when it exceeds 36°.•Low-angle and high-angle GBs have a significantly different effect on Kaptiza resistance and thermal conductivity.•Interpreting the influence mechanism of GB by comparing the phonon density of states at different GB angles.AbstractZnO is a widely used semiconductor material due to its excellent physical and mechanical properties. The thermal transport behavior across a single grain boundary (GB) of bicrystal ZnO with varying tilt angles from 5.45° to 67.38° was investigated using a nonequilibrium molecular dynamics simulation. The GB energy and Kapitza resistance as a function of tilt angle were determined and parameters of the extended Read-Shockley model were calculated. The Kapitza resistance varied monotonically with a GB angle <36° and was nearly constant when the angle was >36°. Furthermore, effective thermal conductivity and Kapitza resistance were found to depend strongly on the sample length and temperature. Finally, we compared the phonon density of states of the two types of GBs and found a mismatch in the low frequency that might explain the effect of the GBs structures on heat conduction.

تاثیر زاویه مرز دانه بر رسانایی حرارتی of bicrystal بر پایه روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

نکات مهم: انرژی مرز گندم (گلگت - بلتستان)و مقاومت Kaptiza به طور یکنواخت با زاویه‌ای که از ۳۶ درجه تجاوز می‌کند، تغییر نمی‌کنند. * زاویه کم و زاویه با زاویه بالا اثر بسیار متفاوتی بر مقاومت Kaptiza و رسانایی حرارتی دارند. * با تفسیر مکانیسم نفوذ of با مقایسه چگالی طیفی حالات در ractZnO های مختلف گلگت - بلتستان با توجه به خواص فیزیکی و فیزیکی عالی آن، به طور گسترده از مواد نیمه‌هادی استفاده می‌شود. رفتار حمل و نقل گرمایی در امتداد مرز یک دانه (گیگابایت)های ZnO bicrystal با زوایای انحراف متفاوت از ۵.۴۵ درجه به ۶۷.۳۸ ° با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی nonequilibrium مورد بررسی قرار گرفت. انرژی GB و مقاومت Kapitza به عنوان تابعی از زاویه انحراف تعیین شدند و پارامترهای مدل شاکلی - شاکلی محاسبه شد. مقاومت Kapitza به طور یکنواخت با زاویه ۴۰ گیگابایت در ۳۶ درجه متغیر بود و زمانی که زاویه بین ۳۶ درجه سانتیگراد بود تقریبا ثابت بود. علاوه بر این، مقاومت حرارتی موثر و مقاومت Kapitza به شدت به طول نمونه و دما بستگی دارد. در نهایت، ما چگالی طیفی حالات دو نوع of را مقایسه کردیم و یک عدم تطابق را در فرکانس پایین یافتیم که ممکن است اثر ساختارهای gbs بر روی رسانش گرمایی را توضیح دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Fluid Flow and Transfer Processes
  • ترجمه مقاله Fluid Flow and Transfer Processes
  • مقاله جریان سیال و روندهای انتقال
  • ترجمه مقاله جریان سیال و روندهای انتقال
  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.