徐志同等原子模仿研讨中揭露份子电子器件热耗散机制

• 建造学院讲演会探讨物联网、年夜数据与都会计划治理
• 工程召唤伦理：清华工程伦理教导论坛举办
• 产业界专家担负化工系本科生结业论文问难评委
• 铁路施工企业研讨开辟用度加计扣除的征税谋划
• 购置软件及相干办事涉税剖析

徐志同等在原子模拟研究中提醒分子电子器件中的热耗散机制

　　清华消息网7月11日电 清华大学工程力学系、清华大学微纳米力学中央徐志平研究组近期的研究《分子结器件的临界热功率》（The critical power to maintain thermally stable molecular junctions）揭示了分子结器件中的热耗散机制，并指出了维持其热稳定性的条件，这一工作于2014年7月9日揭晓于《天然－通讯》（Nature Communications）期刊，为分子电子器件、热探针技术等应用设计提供了参考。该论文第一作者为清华大学微纳米力学中心研究生王艳磊，通讯作者为徐志平副研究员。

图为基于原子模拟的研究揭露了分子器件中的热耗散机制与热稳定性前提。

　　随着产业界对电子器件机能需要的晋升，其元器件的尺寸一直减小。分子、纳米电子器件由此催生并成长。分子结构作为电子、能量转换等运用中的症结器件，在任务时发生热量。该热效应与分子向接触电极中热耗散之间的均衡决议了器件本身的温度。跟着标准的减小、功率的提高，器件中的热产变得明显。试验数据表白温升可高达数百开尔文，从而对器件的稳定性形成必定影响，比方引发分子结构激烈的热致振动，或使得分子与电极产生离开等。因而，理解分子器件中的热耗散过程，提出热稳定设计原则跟性能优化计划成为分子器件利用化的要害步调。但是，人们今朝对分子器件中的热耗散和热通报过程懂得仍很是无限。

基于原子模拟的研究提醒了分子器件中的热耗散机制与热稳定性条件。

图中所示为金刚石（黄色）/苯分子（灰色）/金刚石分子结结构。

　　在颁发于《天然－通信》的任务中，研究组研究了分子结器件中的热耗散与输运进程。他们采取原子模仿研讨了金刚石/苯分子/金刚石构造中的热耗散过程，发明保持该器件稳定运转(温度回升小于50 开尔文)的临界功率在1微瓦摆布，且此值可经由过程增添分子结中的苯份子数停止进步。他们的研究进一步指出了分子与热电极之间热学接触对热耗散效力的影响，发现其打仗热阻在109开尔文每瓦量级，且受界面处的分子结构、受力、情况温度等身分影响。这一研究发现为分子、纳米电子器件的热稳固性计划供给了参考与原则。

　　另外，这项研究还指出了基于扫描探针的热丈量技巧在适用中的一些范围性,资源整合。此中分子结构、受力状况、产热功率、接触界面热阻的影响须进行标定后才干有用地停止材料部分热学性子的测定。

　　纳米尺度界面的电、热输运特征对纳米电子器件、纳米复合材料的应用有主要意思。在之前的研究中，徐志平研究组曾研究了石墨烯、碳纳米管等纳米资料与基底、接触材料之间电、热学性能的工程调控。他们发现经过气体分子的搀杂能够在保障该界面热耗散效率的同时完成电学绝缘，为上述应用提供了新的设计思绪。

　　徐志平博士于2010年入职于清华大学工程力学系、微纳米力学与多学科穿插翻新研究中央，任副研究员，研究兴致为微纳米尺度下的能量传递、转换过程，材料细不雅结构与微观性能关系等物理力学识题，和这些基本研究在环境、动力等范畴的应用。具体的研究先容可拜见该研究组主页()。

　　这些研究工作遭到国度做作迷信基金委员会、清华大学自立科研项目标赞助。研究中的计算模拟工作在清华年夜学高性能盘算核心摸索100平台上实现。

　　文章链接：

供稿：航院 编纂：襄桦