Understanding the ballistic-diffusive thermal transport trends in crystalline semiconductors with molecular dynamics
Moleküler dinamik ile kristal yarıiletkenlerde ballistik - difüzif ısı transferi eğilimlerinin anlaşılması
- Tez No: 690456
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA NAZLI DÖNMEZER AKGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Pazarın artan talepleriyle nedeniyle yarı iletken aygıtların boyutu küçülmekte ve güç yoğunluğu artmaktadır. Günümüzün yarıiletken aygıtlarında, son derece küçük yapılar ve localize ısınma, enerji taşıyıcılarının hareketlerini ve ısı iletimini bozar. Sonuç olarak, aygıt sıcaklığı yükselir ve bu da aygıtın performansının düşmesine ve kullanım ömrünün azalmasına neden olur. Bu nedenle, ısı transferi sürekli davranıştan sapar ve malzemelerin ısıl iletkenliği azalır. Etkili bir ısıl yönetim stratejisi oluşturmak için balistik – difüzif ısı iletim rejiminin titiz bir biçimde anlaşılması zorunluluktur. Mevcut deneysel ve teorik karakterizasyon yöntemleri önemli miktarda zaman ve çaba gerektirir. Bu nedenle, boyut etkilerini karakterize etmek ve bunları mevcut fonon bilgileriyle ilişkilendiren basit bağıntılara ihtiyaç vardır. Bunu yapmak için, balistik – difüzif ısı iletimi ve onun ince filmlerin, arayüzlerin ve localize ısınma bölgelerinin ısıl özelliklerine olan etkilerindeki eğilimler moleküler dinamik simülasyonları kullanılarak incelenmiştir. Malzeme ve fonon özellikleri ile balistik – difüzif ısı taşınım rejimindeki eğilimler arasındaki bağlantılar da incelenmiştir. Elde edilen ilişkiler, boyut etkilerinin yarıiletken yapılardaki ısıl transerine boyut etkisinin karakterize edilmesi için basit bir alternatif sağlar.
Özet (Çeviri)
Due to the growing demand of the market, semiconductor device size decreases and power density increases continuously. In today's semiconductor devices, extremely small architecture and localized heating distrupt energy carrier's movements and thermal transport. Consequently, device temperature becomes higher which leads to degraded device performance and lifetime. Hence, thermal transport deviates from the continuum behavior and the thermal conductivity of materials is reduced. A rigorous understanding of size effects is a necessity to build an effective thermal management strategy. Current experimental and theoretical characterization methods need a significant amount of time and effort. Thus, there is a need for simple relations to characterize the size effects and relate them to the existing phonon data. To do that, the trends in ballistic – diffusive thermal transport regime and its effect on thermal transport properties of thin films, interfaces, and localized heating regions are investigated using molecular dynamics simulations. The relations between material and phonon properties and trends in ballistic - diffusive thermal transport regime in semiconductor materials are discovered for three cases. Obtained relations provide a simple alternative to characterize the size effect in thermal transport in semiconductor devices.
Benzer Tezler
- Phonon mean free path in few layer, two-dimensional hexagonal structures
İki boyutlu, heksagonal yapılarda fonon ortalama serbest yolu
HAMED GHOLIVAND
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATMA NAZLI DÖNMEZER AKGÜN
- Production and characterization of spark plasma sintered boron carbide ceramic composites suitable for ballistic use
Balistik kullanıma uygun bor karbür seramik kompozitlerinin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
BURCU APAK GÜLSEVER
Doktora
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- The determination of hydrogen embrittlement behavior of armor steels by experimental methods and the optimization of back-diffusion operation
Zırh çeliklerinin hidrojen gevrekliği davranışlarının deneysel yöntemlerle belirlenmesi ve hidrojen giderme operasyonunun optimizasyonu
FERDİ CANER BAYRAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Metalurji MühendisliğiAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK BAL
- Aramid kumaş özelliklerine bağlı iplik çekme (yarn pull?out) testi ile çok katlı dikişli yapıların balistik performansının deneysel belirlenmesi
Experimental determination of ballistic performance of multilayered aramid fabric stitched structures by yarn pull out test
MAHMUT KORKMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ABDÜLKADİR BİLİŞİK
- Impact behavior of graphene reinforced composite plates for aerospace applications
Havacılık uygulamaları için grafen takviyeli kompozit plakaların darbe davranışı
SAM RUTAREMARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REZA AGHAZADEH