Collaborative Research: First-Principles Calculations of Phonon Thermal Transport in Bulk and Nanostructured Materials

合作研究:块体和纳米结构材料中声子热传输的第一原理计算

基本信息

  • 批准号:
    0651427
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-04-01 至 2010-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Principal Investigators: David Broido,1 Natalio Mingo,2 and Derek Stewart.3Affiliation: 1Boston College; 2University of California, Santa Cruz; 3Cornell University.Proposal Title: Collaborative Research: First-Principles Calculations of Phonon Thermal Transport in Bulk and Nanostructured MaterialsThe research objective of this collaborative effort is to develop a theoretical approach to describe thermal transport through bulk and nanostructured materials from first principles. A central feature of this approach is that it has no adjustable parameters. This will allow the study and understanding of phonon thermal transport and lattice thermal conductivity in a host of bulk semiconductors as well as in novel nanoscale systems. Systems to be investigated include: Bulk crystals such as silicon, germanium and gallium arsenide; nanostructured systems such as quantum well and quantum wire superlattices, structures with significance interface resistance, single and multilayer thin films, defects in nanowires and nanotubes.Intellectual Merit Current approaches to model thermal transport in insulating and semiconducting materials are typically based on either highly parameterized relaxation-time approximations or on purely classical molecular dynamics calculations. The rigorous first principles theory to be developed here has no adjustable parameters and incorporates fully the quantum mechanical phonon scattering processes. It will therefore provide predictive power to support ongoing and future experimental studies of thermal transport in nanomaterials, as well as contributing to the development of new nanomaterials engineered for specific applications. Broader Impacts This three-year project will provide training for one postdoctoral researcher and one doctoral graduate student. In addition, undergraduate students will participate in this project through NSF Research Experience for Undergraduates programs at the Boston College and Cornell sites. Computational tools developed during this project will be integrated into a free set of phonon thermal transport tools that will become part of the computing library established at the Cornell Nanoscale Science and Technology Facility (CNF). These computational tools will be available for use by any researcher. This research program will contribute to the development of new materials with desired thermal transport properties. This will facilitate technological breakthroughs in thermal management for the next generation of thermoelectric materials, thermal barrier coating materials, and thermal interface materials.
首席研究员:David Broido、1 Natalio Mingo、2 和 Derek Stewart。3 所属机构: 1 波士顿学院; 2加州大学圣克鲁斯分校; 3康奈尔大学。提案标题:合作研究:散装和纳米结构材料中声子热传输的第一原理计算这项合作的研究目标是开发一种理论方法,从第一原理描述散装和纳米结构材料中的热传输。 这种方法的一个核心特征是它没有可调整的参数。这将有助于研究和理解大量块状半导体以及新型纳米级系统中的声子热传输和晶格热导率。待研究的系统包括: 块状晶体,例如硅、锗和砷化镓;纳米结构系统,如量子阱和量子线超晶格、具有显着界面电阻的结构、单层和多层薄膜、纳米线和纳米管中的缺陷。目前模拟绝缘和半导体材料中热传输的方法通常基于高度参数化的弛豫-时间近似或纯粹经典的分子动力学计算。这里要开发的严格的第一原理理论没有可调整的参数,并且完全结合了量子力学声子散射过程。因此,它将提供预测能力,以支持正在进行和未来的纳米材料热传输实验研究,并有助于开发针对特定应用而设计的新型纳米材料。更广泛的影响 这个为期三年的项目将为一名博士后研究员和一名博士研究生提供培训。此外,本科生将通过波士顿学院和康奈尔大学的 NSF 本科生研究经验项目参与该项目。 该项目期间开发的计算工具将集成到一套免费的声子热传输工具中,该工具将成为康奈尔纳米科学技术设施(CNF)建立的计算库的一部分。这些计算工具可供任何研究人员使用。该研究计划将有助于开发具有所需热传输特性的新材料。这将有助于下一代热电材料、热障涂层材料和热界面材料在热管理方面的技术突破。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Derek Stewart其他文献

Application of behavioural theories, models, and frameworks in pharmacy practice research based on published evidence: a scoping review
基于已发表证据的行为理论、模型和框架在药学实践研究中的应用:范围界定审查
  • DOI:
    10.1007/s11096-023-01674-x
  • 发表时间:
    2024-01-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Z. Nazar;L. Naseralallah;Derek Stewart;V. Paudyal;Laila Shafei;A. Weidmann
  • 通讯作者:
    A. Weidmann
Impact of pharmaceutical care interventions in improving clinical outcomes among patients with pulmonary tuberculosis: a systematic review
药学服务干预对改善肺结核患者临床结果的影响:系统评价
  • DOI:
    10.1080/20523211.2024.2305770
  • 发表时间:
    2024-02-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Kheloud Awad;M. Jaam;A. Awaisu;Derek Stewart;H. Rathore;Muhammad Abdul Hadi
  • 通讯作者:
    Muhammad Abdul Hadi
Isotopic Variations and Internal Storm Dynamics in the Amazon Basin
亚马逊盆地同位素变化和内部风暴动力学
  • DOI:
    10.1007/978-1-878220-63-9_7
  • 发表时间:
    2024-09-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    I. Angelini;M. Garstang;S. Macko;R. Swap;Derek Stewart;H. B. Cunha
  • 通讯作者:
    H. B. Cunha
Protocol for the development of SPIRIT and CONSORT extensions for randomised controlled trials with surrogate primary endpoints: SPIRIT-SURROGATE and CONSORT-SURROGATE
为具有替代主要终点的随机对照试验开发 SPIRIT 和 CONSORT 扩展的方案:SPIRIT-SURROGATE 和 CONSORT-SURROGATE
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Anthony M Manyara;P. Davies;Derek Stewart;C. Weir;A. Young;N. Butcher;S. Bujkiewicz;A. Chan;G. Collins;D. Dawoud;M. Offringa;M. Ouwens;Joseph S. Ross;Rodney S Taylor;O. Ciani
  • 通讯作者:
    O. Ciani
Linking assessment to real life practice - comparing work based assessments and objective structured clinical examinations using mystery shopping.
将评估与现实生活实践联系起来——使用神秘购物来比较基于工作的评估和客观的结构化临床检查。
  • DOI:
    10.1007/s10459-023-10284-1
  • 发表时间:
    2023-09-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Angelina Lim;Sunanthiny Krishnan;Harjit Singh;Simon Furletti;Mahbub Sarkar;Derek Stewart;Daniel Malone
  • 通讯作者:
    Daniel Malone

Derek Stewart的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Derek Stewart', 18)}}的其他基金

Light Pulsing in Vertical Farming For Sustainable Fresh Produce: LightPuls-VF
垂直农业中的光脉冲可持续新鲜农产品:LightPuls-VF
  • 批准号:
    BB/Z51441X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Research Grant
Exploiting Controlled Environments for the Development of Optimised Cannabis Sativa Phenotypes for Pharmaceutical Applications - CE-CannPharm
利用受控环境开发用于制药应用的优化大麻表型 - CE-CannPharm
  • 批准号:
    BB/Z514470/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Research Grant
ZIRON Pulse: Upscaling adoption and exploitation of a wide diversity of Iron and Zinc-rich beans by rural populations in Africa
ZIRON Pulse:非洲农村人口扩大对各种富含铁和锌的豆类的采用和开发
  • 批准号:
    BB/T008865/1
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Research Grant
Developing enhanced breeding methodologies for oats for human health and nutrition
为人类健康和营养开发燕麦强化育种方法
  • 批准号:
    BB/M001237/1
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Research Grant
Collaborative Research: Ab Initio Computation of Phonon Thermal Transport in Crystalline and Disordered Materials
合作研究:晶体和无序材料中声子热传输的从头算
  • 批准号:
    1066406
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Pan-American Advanced Studies Institute: Computational Materials Science for Energy Generation and Conversion; Santiago, Chile; January 8-22nd, 2012
泛美高级研究所:能源产生和转换的计算材料科学;
  • 批准号:
    1123536
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

准一维铬砷基超导材料电子关联动力学性质的第一性原理研究
  • 批准号:
    12304175
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于第一性原理训练深度势研究光电催化材料中的极化子问题
  • 批准号:
    12304216
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于第一性原理精度分子动力学的过冷水反常物理性质研究
  • 批准号:
    12374217
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于第一性原理设计制备高性能钨合金的基础研究
  • 批准号:
    52371091
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钼在热液流体中迁移行为的研究:基于原位拉曼光谱分析和第一性原理计算的约束
  • 批准号:
    42303033
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: Assembling the foundation of modern mammal community structure in the first 7 million years after the K/Pg mass extinction
合作研究:为 K/Pg 大规模灭绝后的前 700 万年建立现代哺乳动物群落结构的基础
  • 批准号:
    2321343
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: First-Principle Control of Novel Resonances in Non-Hermitian Photonic Media
合作研究:非厄米光子介质中新型共振的第一性原理控制
  • 批准号:
    2326699
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Assembling the foundation of modern mammal community structure in the first 7 million years after the K/Pg mass extinction
合作研究:为 K/Pg 大规模灭绝后的前 700 万年建立现代哺乳动物群落结构的基础
  • 批准号:
    2321341
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GREAT: Collaborative Genomic Initiative between Prairie View A&M and Texas A&M Universities
伟大:Prairie View A 之间的基因组合作计划
  • 批准号:
    10666233
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
A Randomized, Controlled Trial of Crisis Intervention Team (CIT) Mental Health Training for Police Officers
针对警官的危机干预小组 (CIT) 心理健康培训的随机对照试验
  • 批准号:
    10574243
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 5.34万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了