點(diǎn)陣摻雜多層膜結(jié)構(gòu)中聲子輸運(yùn)機(jī)理的研究

采用量子點(diǎn)陣植入多層膜InGaAs/InGaAsP結(jié)構(gòu)，建立Lennod-Jones (L-J)作用勢(shì)分子動(dòng)力學(xué)模型，定量研究不同尺度量子點(diǎn)對(duì)整個(gè)布里淵聲子散射強(qiáng)度的影響，討論聲子在粗糙界面、曲線界面的穿透率；采用熱反射法測(cè)量量子點(diǎn)陣植入的多層膜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)，結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模型，建立較為精確地描述顆粒尺度對(duì)聲子散射強(qiáng)度的關(guān)系式，完善瑞利雜質(zhì)散射模型；在理論研究基礎(chǔ)上，優(yōu)化多層膜厚度、點(diǎn)陣特征尺寸，進(jìn)一步降低多層膜的導(dǎo)熱系數(shù)，研究目標(biāo)是使得多層膜的導(dǎo)熱系數(shù)低于相應(yīng)合金值。 2100433B

通過(guò)在多層金屬點(diǎn)陣夾層結(jié)構(gòu)部分層芯內(nèi)填充隔熱纖維、部分層芯內(nèi)讓冷卻劑流過(guò)，本項(xiàng)目提出一種集被動(dòng)隔熱和主動(dòng)散熱于一體的輕質(zhì)多功能防熱結(jié)構(gòu)。以往研究集中于金屬點(diǎn)陣夾層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)制對(duì)流換熱、且主要針對(duì)單層結(jié)構(gòu)，隔熱特性研究很少，尤其考慮多層金屬點(diǎn)陣夾層結(jié)構(gòu)的隔熱與散熱耦合更是鮮見。本項(xiàng)目擬采用實(shí)驗(yàn)、理論和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合、宏細(xì)觀相結(jié)合的研究方法，研究新型隔/散熱結(jié)構(gòu)的傳熱機(jī)理及重量?jī)?yōu)化方法，評(píng)價(jià)其隔/防熱的技術(shù)效能。重點(diǎn)揭示高孔隙率金屬點(diǎn)陣桁架導(dǎo)熱、中間多層面板、隔熱纖維、強(qiáng)制對(duì)流等對(duì)隔熱性能的影響機(jī)制；建立不同層芯內(nèi)導(dǎo)熱、自然對(duì)流、熱輻射和強(qiáng)制對(duì)流耦合換熱的宏觀瞬態(tài)傳熱理論模型；通過(guò)對(duì)各層芯高度梯度設(shè)計(jì)、合理布置強(qiáng)制對(duì)流層芯位置等措施，使隔/散熱夾層結(jié)構(gòu)重量達(dá)到最輕。本項(xiàng)目的研究將為金屬點(diǎn)陣夾層結(jié)構(gòu)在各種民用和軍用工程中的廣泛應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)和提供技術(shù)支撐。

本項(xiàng)目用蒙特卡洛等方法主要研究了在電磁場(chǎng)中等離子體鞘層的輸運(yùn)行為包括帶電粒子的能量分布，密度分布 ，速率分布等及輸運(yùn)系數(shù)值電離系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，激發(fā)率，遷移率等。主要發(fā)現(xiàn)在放電等離子體中明顯存在高能，中能和低能電子流，控制這些電子流的大小與分布可以提高電離率。在陰極鞘層區(qū)電離率分布與電子平均能量分布的峰值不同，與傳統(tǒng)湯遜理論有所不同。在考慮了邊界影響，磁場(chǎng)中的電子非彈性碰撞隨磁場(chǎng)增加，與實(shí)驗(yàn)符合。對(duì)等離子體化學(xué)氣相沉積提出了二元?jiǎng)恿W(xué)理論，研究了等離子體輸運(yùn)過(guò)程對(duì)薄膜沉積率，質(zhì)量轉(zhuǎn)換率等影響。用PCVD方法制備了薄膜并用各種探針診斷等離子體參量，研究了了等離子體參量對(duì)薄膜的影響。實(shí)驗(yàn)與理論符合很好。 2100433B