如何模拟纳米尺度的传热过程

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随着电子行业的不断发展，电子器件被开发的越来越小，这些器件会产生热量，需要进行有效散热。以往的观察表明，在较小的尺度上，傅里叶定律有一定的局限性，难以准确预测这些热量。当前的主要研究是如何解决这个问题。 使用傅里叶定律描述热输运 1822 年，傅里叶出版了《热的解析理论》(Analytical Theory of Heat)。从那时起，傅里叶定律就被用于描述各种系统中大量不同的实验观察，并且成果显著。傅里叶定律可以由热梯度与热通量的简单关系式来描述： (1) 式中， 为导热系数，是一种材料属性。 过去几十年的研究表明，使用方程(1)分析特征长度 L 小于热载体（声子）平均自由程的器件时，得到的结果并不准确。实际观察到的热流比傅里叶定律预测的要小得多，从而降低了这些组件释放多余热量的能力。这个问题常常通过一个有效 的导热系 ………………………………