مقاومت گرمايي در فصل مشترك ساختار Si/Ge به روش شبيه سازي ديناميك مولكولي

Thermal resistance at the interface of Si/Ge structure using molecular dynamics simulation

اتلاف گرما از طريق سطوح مشترك در نانوقطعاتي كه مانع از انتقال گرما مي شوند، چالش برانگيز است. بر اين اساس، رويكردهاي موثري براي بهينه‌سازي انتقال حرارت در سطوح مشترك مورد نياز است. در اين نوشتار، با استفاده از روش شبيه‌سازي ديناميك مولكولي، به طور سيستماتيك بهينه‌سازي انتقال گرماي سطح مشترك در ساختار Si/Ge با تغيير درصد اختلاط اتمهاي Si وGe در ناحيه فصل مشترك بررسي مي شود. نتايج نشان مي دهد كه مقدار مقاومت گرمايي سطح مشترك در درصد اختلاط حدود %۱۵ (تعداد اتمهاي Ge به تعداد كل اتمها در ناحيه فصل مشترك با طول 1nm) كمينه است . نتايج اين تحقيق مي تواند در كاربردهاي گرمايي Si/Geدر تراشه هاي نانوالكترونيك و يا پديده ترموالكتريك مفيد واقع شود.

Heat dissipation through interfaces in nanodevices that hinder heat transfer is challenging. Based on this, effective approaches are needed to optimize heat transfer at the interfaces. In this manuscript, using the molecular dynamics simulation method, the optimization of interfacial heat transfer in the Si/Ge structure is systematically investigated by changing the mixing percentage of Si and Ge atoms in the interface area. The results show that the thermal resistance value of is minimal at a mixing percentage of about 15% (the number of Ge atoms in the total number of atoms in the interface area with a length of 1 nm). The results of this research can be useful in Si/Ge thermal applications in nanoelectronic chips or thermoelectric phenomena.