中文摘要：

本项目采用表面势能边界条件模拟纳米线的热导率，该方法能够消除固壁边界对分子动力学（MD）模拟中内部原子运动的影响，收敛速度优于自由边界。氩结构双层纳米薄膜的MD研究发现，界面热阻依赖于界面温度、原子质量比、热流方向，但不依赖于膜厚。界面温度降低或质量比增大使界面热阻增加。界面两侧声子态密度重叠越大界面热阻越小，但是重叠度并不是决定界面热阻的唯一因素，还与态密度频率分布有关，但其影响机制还需研究。对于密度渐变的硅类纳米线，热流大小、质量梯度均会均影响热整流。硅晶界纳米线、硅/锗纳米线、纳米复合薄膜均存在界面热阻和热整流效应，硅/锗纳米复合薄膜的界面热阻最大，硅/锗纳米线的热整流效率最高，达30%。用Voronoi方法构建了三维多晶材料模拟模型，研究了系统大小、稳定性、晶粒的随机分布对模拟结果的影响。结果表明多晶氩体材料的热导率明显低于单晶氩块材；多晶硅和氩纳米薄膜热导率远小于单晶块材热导率以及相同厚度的单晶薄膜的热导率；随着薄膜厚度的增加，不同于单晶薄膜，多晶薄膜法向热导率基本不受厚度、温度影响，但随着晶粒尺寸增加明显增大。平均晶粒尺寸是影响多晶纳米薄膜热导率的最重要因素。