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World File Search System热导率
研究论文 PtSn 4 中磁热导率大幅抑制和磁热电性能增强
近年来，热电效应引起了材料科学、固体物理和化学领域的广泛关注。实际上，固态热电转换为能量收集和冷却提供了一种有前途的解决方案[1]。此外，研究热电现象对于理解固体材料中准粒子的基本传输行为也很重要[2]。材料的热电效率用性能系数zT=S2T/ρκ来衡量，其中S、T、ρ和κ分别是热电势、绝对温度、电阻率和热导率。S2/ρ称为热电功率因数。虽然表达式很简单，但获得高zT是一项具有挑战性的任务，因为这些传输参数是相互关联的。作为一项艰巨的任务，我们需要计算材料的热电效率，以确定材料的热电效率。
具有电阻晶粒边界的材料中晶格热导率的系统高估
图 1：具有不同平均粒子/晶粒尺寸的 SiGe 合金和 Mg 3 Sb 2 样品的晶格热导率（按照传统方法计算）κ L ( κ total − LσT ) 与加权迁移率 µ W 12,14（推导方法见 SI）的关系。 （a）n 型（P 掺杂）和 p 型（B 掺杂）SiGe 在室温下均呈现正相关性。 （b）对于高温（573K）下的 Mg 3 Sb 2，电子不会被晶界明显散射，除最小晶粒尺寸样品外，加权迁移率相同。 相反，在低温（323K）下，随着晶粒尺寸的减小，µ W 显著降低，因此低 µ W 是晶粒边界电阻的良好指标。 κ L 随 µ W 降低而增加的趋势表明即使没有测量晶粒尺寸也存在晶界效应。
晶格软化显著降低了热导率……
微/纳米结构对热导率的影响是一个具有重大科学意义的课题，对热电技术尤其重要。目前的理解是，结构缺陷主要通过声子散射降低热导率，其中描述热传输时声子色散和声速是固定的，特别是当化学成分不变时。对 PbTe 模型系统进行的实验表明，声速随内部应变的增加而线性减小。这种材料晶格的软化完全解释了晶格热导率的降低，而无需引入额外的声子散射机制。此外，我们表明，高效率 Na 掺杂 PbTe 的热导率降低和随之而来的热电品质因数（zT > 2）的提高主要归因于这种内部应变引起的晶格软化效应。虽然已知非均匀内部应变场会引入声子散射中心，但这项研究表明，内部应变也能平均软化材料晶格，从而改变声速和声子色散。这为控制晶格热导率提供了新途径，超越了声子散射，利用微结构缺陷和内部应变。在实践中，许多工程材料都会表现出软化和散射效应，就像硅中显示的那样。这项研究为能源材料、微电子和纳米级传热领域的热导率研究带来了新的启示。
IHTC14-22891 Six Sigma 铜增强柱栅阵列互连陶瓷的有效热导率
倒装芯片式集成电路的热管理通常依赖于通过陶瓷封装和高铅焊料栅格阵列引线进入印刷线路板的热传导作为散热的主要途径。这种封装配置的热分析需要准确表征有时几何形状复杂的封装到电路板的接口。鉴于六西格玛柱栅阵列 (CGA) 互连的独特结构，使用详细的有限元子模型从数字上推导出有效热导率，并与传统 CGA 互连进行比较。一旦获得有效热导率值，整个互连层就可以表示为虚拟的长方体层，以纳入更传统的“闭式”热阻计算。这种方法为封装设计师提供了一种快速而可靠的方法来评估初始热设计研究权衡。