纳米尺度固体材料热传递特性的实验和理论研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51636002
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:310.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0603.传热传质学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:李志信; 马维刚; 孟继安; 解建飞; 李秦宜; 胡玉东; 樊傲然; 施徐国; 贾琳;
- 关键词:
项目摘要
Nanoscale solid materials are widely used in micro-nano electronic devices and the thermal transport properties are significantly different from the corresponding bulk materials. Research on the thermal transport properties of nanomaterials is of great importance for solving the problems and challenges in practical applications and exploring new physical phenomena and laws. This project is aimed at revealing the influencing mechanism and rules for the thermal transport properties of suspended and supported nanomaterials and providing experimental basis and theoretical guide for the development and applications of nanoscale devices. In this project, a novel systematic Raman spectroscopy measurement method is to be developed and the corresponding experimental system is to be established, which will be used to realize the comprehensive measurement of the thermal transport properties of the same nanomaterial with temperature dependent Raman spectra in both the suspended and supported forms. In the temperature range of 100-400 K, we will measure the thermal conductivity, thermal diffusivity and interfacial thermal resistance of suspended and supported nanomaterials such as carbon nanotubes, graphene and 2D molybdenum disulfide and establish the thermal transport property database for these nanomaterials. Further, with the help of molecule dynamic simulations, the influencing mechanism and rules will be revealed on the influencing factors of ambient temperatures, process parameters, characteristic sizes and nanoscale structures. Most importantly, the influencing rules of the supporting substrate on the thermal transport properties will be revealed by comparison research on the suspended and supported part of the same sample.
纳米尺度固体材料在微纳电子器件中广泛应用,其热传递特性与常规体材料显著不同。研究纳米材料热传递特性对于解决实际应用中的问题与挑战和探索新物理现象与规律具有重要意义。本项目旨在揭示影响悬架和有基底支撑纳米材料热传递特性的物理机制和规律,为纳米器件的开发和应用提供实验依据和理论指导。项目拟开发具有自主原理创新的系统拉曼光谱法并搭建相应的测试平台,实现对同一有拉曼温度频移特性的纳米材料样品悬架段和基底支撑段热传递特性的综合测量和对比研究;在100-400K温度区间测量悬架和有支撑碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料的热导率、热扩散率和界面热阻,初步建立纳米材料热传递特性数据库;结合分子动力学模拟,揭示环境温度、工艺参数、特征尺寸和微观结构等对纳米材料热传递特性影响的物理机制和规律;对比研究同一纳米材料悬架段和有支撑段的热传递特性,揭示基底支撑对其热传递特性的影响规律。
结项摘要
纳米尺度固体材料在微纳电子器件中广泛应用,其热传递特性与常规体材料显著不同。研究纳米材料热传递特性对于解决实际应用中的问题与挑战和探索新物理现象与规律具有重要意义。本项目通过实验和理论研究,揭示了影响悬架和有基底支撑纳米材料热传递特性的物理机制和规律,为纳米器件的开发和应用提供了实验依据和理论指导。项目开发了具有自主原理创新的系统拉曼光谱法,并搭建了相应的测试平台,实现了对同一有拉曼温度频移特性的纳米材料样品悬架段和基底支撑段热传递特性的综合测量和对比研究;在100-400K温度区间测量了悬架和有支撑碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料的热导率、热扩散率和界面热阻,初步建立了纳米材料热传递特性数据库;结合分子动力学模拟,揭示了环境温度、工艺参数、特征尺寸和微观结构等对纳米材料热传递特性影响的物理机制和规律;对比研究了同一纳米材料悬架段和有支撑段的热传递特性,揭示了基底支撑对其热传递特性的影响规律。
项目成果
期刊论文数量(60)
专著数量(0)
科研奖励数量(14)
会议论文数量(39)
专利数量(14)
Hybrid percolation network in composite for selectively enhancing electrical and thermal conductivities
复合材料中的混合渗滤网络用于选择性增强电导率和导热率
- DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.119014
- 发表时间:2020
- 期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer
- 影响因子:5.2
- 作者:Song Dongxing;Du Yanzheng;Ma Weigang;Zhang Xing
- 通讯作者:Zhang Xing
A dual-wavelength flash Raman method for simultaneously measuring thermal diffusivity and line thermal contact resistance of an individual supported nanowire
双波长闪光拉曼方法可同时测量单个支撑纳米线的热扩散率和线热接触电阻
- DOI:10.1016/j.tca.2019.178473
- 发表时间:2020
- 期刊:Thermochimica Acta
- 影响因子:3.5
- 作者:Hu Yudong;Fan Aoran;Liu Jinhui;Wang Haidong;Ma Weigang;Zhang Xing
- 通讯作者:Zhang Xing
Differential laser flash Raman spectroscopy method for non-contact characterization of thermal transport properties of individual nanowires
用于非接触表征单个纳米线热传输特性的差分激光闪光拉曼光谱方法
- DOI:10.1080/00268976.2011.601604
- 发表时间:2019
- 期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer
- 影响因子:5.2
- 作者:Liu Jinhui;Liu Hao;Hu Yudong;Zhang Xing
- 通讯作者:Zhang Xing
Experimental research on thermal transport properties of palladium-based amorphous alloys
钯基非晶合金热传输性能实验研究
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:Journal of Non-Crystalline Solids
- 影响因子:3.5
- 作者:Shi Xuguo;Cheng Siyuan;Ma Weigang;Zhang Xing;Liu Guanglai;Pan Mingxiang;Wang Weihua
- 通讯作者:Wang Weihua
Frequency-domain Raman method to measure thermal diffusivity of one-dimensional microfibers and nanowires
频域拉曼法测量一维微纤维和纳米线的热扩散率
- DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.01.057
- 发表时间:2019
- 期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer
- 影响因子:5.2
- 作者:Li Qinyi;Takahashi Koji;Zhang Xing
- 通讯作者:Zhang Xing
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- 通讯作者:冯俊涛
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- 发表时间:--
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- 期刊:电子测量与仪器学报
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- 作者:张兴;李俊;赵为;陶磊
- 通讯作者:陶磊
其他文献
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