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摘要
金刚石作为高导热材料对微电子冷却等应用至关重要,对其热导率进行跨尺度分析有利于微纳电子元器件的设计和热管理.玻尔兹曼输运方程是描述多尺度声子输运现象的理想工具,然而因其高维性,利用其对不同尺度金刚石的热导率进行数值求解预测极具挑战性.本文基于第一性原理,结合以玻尔兹曼输运方程为物理信息的神经网络,有效地预测了金刚石内声子的多尺度热输运问题,并与线性化玻尔兹曼输运方程的求解结果对比,两者具有较高一致性.经分析,金刚石在毫米尺度热导率便会出现尺寸效应,同一温度下,金刚石尺度越小其归一化热导率越低,而温度越低尺寸效应越明显,且金刚石每个模态的声子热导率的变化规律是相同的.
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