半导体纳米结构中非局域非傅里叶热传导的实现

由于微/纳米尺度结构的应用，特别是在纳米电子学中的应用，对其内热输运的研究备受关注。换言之，精确模拟晶体管内部的温度分布，对于设计和制造在操作期间达到更低最高温度、更可靠的器件具有重要意义。本研究构建了一个微/纳米尺度热输运研究框架，能以低计算成本计算精确的温度/热流分布。通过非局域 DPL 建模（NDPL）利用了新引入的表示非局域性强度的无量纲参数 {\gamma}。除计算非局域系数外，还重新审视了 DPL 中出现的其他因素，包括温度跳跃、相位滞后比。发现因子 {\gamma} 与克努森（Kn）数呈线性关系，Kn=10 时为 3.5，Kn=0.1 时为 0.035。尽管非局域性在大克努森数时显著，其对低克努森数结构尤其在较早时刻也起着关键作用。进一步，获得结果表明引入 {\gamma} 对于获取非常接近声子玻尔兹曼方程实际结果的温度和热流分布至关重要。