非晶氧化铝的振动与热学性质的第一性原理研究
材料科学
2023-12-27 v2
摘要
非晶氧化铝作为高介电常数材料在电子学中无处不在，其热传输性质对于电子芯片与器件中的热管理具有关键意义。实验表明氧化铝的热导率显著依赖于合成工艺，表明有必要进行理论研究以阐明这些变化的原子尺度起源。此处我们采用第一性原理模拟来表征密度范围从2.28 g/cm3到3.49 g/cm3的氧化铝的原子结构、振动性质与热导率。此外，利用基于第一性原理数据训练的原间势，我们研究了系统尺寸如何影响热导率的预测，表明包含120个原子的模拟已可复现热导率的块体极限。最后，依托近期发展的热传输Wigner表述，我们阐明了原子拓扑无序与非谐性在热传导背景下的相互作用，表明前者在决定氧化铝热导率方面主导于后者。
引用
@article{arxiv.2303.08637,
title = {Vibrational and thermal properties of amorphous alumina from first principles},
author = {Angela F. Harper and Kamil Iwanowski and William C. Witt and Mike C. Payne and Michele Simoncelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08637},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 19 figures