晶格热导率

晶格热导率

产品简介

晶格热导率描述了晶格振动（声子）在材料中传递热量的能力，其与声子的平均自由程、声子速度以及材料的比热容有关

应用领域

新型材料探索
纳米材料研究
材料设计与优化

新型材料探索

在探索新型热电材料、低维材料等具有特殊热输运性质的材料方面发挥重要作用，通过模拟计算预测材料的晶格热导率，为实验研究提供指导，加快新材料的发现和应用进程。
纳米材料研究

对于纳米材料，其尺寸效应和表面效应会对晶格热导率产生显著影响。模拟计算可以深入研究这些效应，为纳米材料的热管理和应用提供理论支持。
材料设计与优化

帮助研究人员理解材料的热输运机制，通过改变材料的成分、结构等，设计具有特定热导率的材料，以满足不同工程应用的需求，如电子器件的散热材料、隔热材料等。

相关软件

VASP、Quantum ESPRESSO、SPhinx

分析内容

01

模型建立

根据材料的晶体结构，构建合适的计算模型。对于周期性晶体，可以采用超胞模型；对于非晶材料，则需要构建具有代表性的非晶结构模型。确定模型的大小、原子数目和边界条件等。
02

参数设置

根据所选的模拟方法，设置相应的参数。如在 MD 模拟中，设置原子间相互作用势、模拟温度、时间步长等；在第一性原理计算中，设置交换关联泛函、平面波截断能量、k 点网格等参数。
03

模拟计算

运行模拟程序，进行计算。在 MD 模拟中，得到原子的运动轨迹和相关物理量随时间的变化；在第一性原理计算结合声子输运理论中，先计算声子的性质，再通过求解 BTE 等方法得到晶格热导率。
04

结果分析

对模拟得到的结果进行分析和处理。例如，分析声子的色散关系、态密度，以了解材料的声子特性；分析晶格热导率的大小和温度依赖性，与实验结果或其他理论计算结果进行对比验证。