金红石型二氧化钛薄膜热导率的数值模拟

在COMPASS力场下,基于NEMD方法,选用NVE系综,在温度300 K下对不同薄膜厚度和不同空位浓度下的金红石型二氧化钛薄膜热导率进行计算模拟研究.结果表明:在5.92～8.29 nm厚度范围内,二氧化钛薄膜热导率为1.899～2.522 Wm-1 K-1,且随着二氧化钛薄膜厚度的增大,其热导率也随之增大.在相同二氧化钛薄膜厚度情况下,氧空位浓度由0.065％升高到0.152％,其热导率由2.148 Wm-1 K-1下降到1.705 Wm-1 K-1.二氧化钛薄膜热导率因氧空位缺陷的存在表现出了下降趋势,且热导率会随着氧空位浓度的升高而减小.应用德拜理论进行解析,通过对模拟计算结果和其他文献实验结果比照与分析,证实本文模拟结果具有必要性和合理性,在二氧化钛薄膜热导率性能上的探究具有实际参考意义.