報告題目：非簡諧效應導致非晶HfO₂的高溫熱導率下降

報告人：張宏崗

報告時間：2024年6月28日12:50

報告地點：6D414

主辦單位：理學院

主講人簡介：張宏崗，男，博士，主要從事微納尺度下復雜體系的導熱機理問題和納米材料熱導率的調控研究，其應用場景涵蓋新型復合材料，熱電材料，無序材料和界面傳熱問題。近五年在Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett，Int. J. Heat Mass Transf.等期刊發表論文10余篇。主持國家自然科學基金青年項目和校級博士創新基金各一項，參與國家自然基金一項和四川省自然科學基金兩項。

內容簡介：近年來，晶體材料中的高溫熱輸運性質已經被廣泛研究，然而對非晶材料的研究卻知之甚少。現有的研究大多集中在中低溫范圍，普遍發現熱導率隨溫度呈增加趨勢，并收斂到恒定值，這主要源于熱容的溫度依賴性。在這項工作中，我們研究了非晶HfO₂的熱導率的溫度效應，使用了三種不同的方法，包括分子動力學、Allen-Feldman理論和準簡諧Green-Kubo方法，使用機器學習勢函數描述原子間相互作用。結果顯示，即使在高溫下Allen-Feldman理論和準簡諧Green-Kubo方法計算得到的熱導率也表現出與之前預期相同的溫度依賴趨勢，而分子動力學模擬則顯示出高溫下熱導率明顯下降的趨勢。基于非簡諧效應對振動頻率、力常數和體積的影響，我們在準簡諧Green-Kubo方法中縮放輸入參數，最后得到的熱導率與分子動力學方法得到的熱導率在數值上基本一致。通過比較這些方法的結果，我們確定了非簡諧效應，即熱膨脹和振動模式軟化，是非晶HfO₂高溫熱導率下降的機制。