报告题目：非简谐效应导致非晶HfO2的高温热导率下降
报告人：张宏岗
报告时间：2024年6月28日12:50
报告地点：6D414
主办单位：理学院
主讲人简介：张宏岗，男，博士，主要从事微纳尺度下复杂体系的导热机理问题和纳米材料热导率的调控研究，其应用场景涵盖新型复合材料，热电材料，无序材料和界面传热问题。近五年在Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett，Int. J. Heat Mass Transf.等期刊发表论文10余篇。主持国家自然科学基金青年项目和校级博士创新基金各一项，参与国家自然基金一项和四川省自然科学基金两项。
内容简介：近年来，晶体材料中的高温热输运性质已经被广泛研究，然而对非晶材料的研究却知之甚少。现有的研究大多集中在中低温范围，普遍发现热导率随温度呈增加趋势，并收敛到恒定值，这主要源于热容的温度依赖性。在这项工作中，我们研究了非晶HfO2的热导率的温度效应，使用了三种不同的方法，包括分子动力学、Allen-Feldman理论和准简谐Green-Kubo方法，使用机器学习势函数描述原子间相互作用。结果显示，即使在高温下Allen-Feldman理论和准简谐Green-Kubo方法计算得到的热导率也表现出与之前预期相同的温度依赖趋势，而分子动力学模拟则显示出高温下热导率明显下降的趋势。基于非简谐效应对振动频率、力常数和体积的影响，我们在准简谐Green-Kubo方法中缩放输入参数，最后得到的热导率与分子动力学方法得到的热导率在数值上基本一致。通过比较这些方法的结果，我们确定了非简谐效应，即热膨胀和振动模式软化，是非晶HfO2高温热导率下降的机制。