项目名称: 飞秒、纳米时/空尺度热输运机理研究

项目编号: No.51336009

项目类型: 重点项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 能源与动力工程

项目作者: 唐大伟

作者单位: 大连理工大学

项目金额: 300万元

中文摘要: 飞秒、纳米时/空尺度下热输运过程具有强烈的非平衡特征,是目前热物理界乃至物理界迫切需要解决的最前沿难题之一。本课题以实验为主导,理论分析与数值模拟为支撑,系统研究飞秒时间尺度下多载能粒子热输运机理和纳米空间尺度下材料内部、界面的热输运特性。主要工作包括:建立双波长飞秒激光抽运探测系统,大幅(3个数量级)提高测量精度,解决常规单波长系统中信噪比过低的难题;并结合近场光学系统,同时实现飞秒、纳米时/空分辨的动态热输运特性测量,揭示固-固界面热整流现象以及界面热阻受尺度、结构影响的规律;采用求解BTE的方法分别对多载能粒子系统的各亚系统进行模拟,引入并实验获得亚系统之间相互作用的弛豫时间,揭示多载能粒子系统热输运过程的物理本质。本课题可推进飞秒、纳米时/空尺度下热输运理论框架的完善,为解决高频高热流微电子器件热管理及超短脉冲激光微加工等过程中的热设计问题提供科学依据。

中文关键词: 飞秒;纳米时/空尺度;热输运;飞秒激光抽运探测;近场光学系统;界面

英文摘要: The heat transport process at the femtosecond-nanometer scale, having strong non-equilibrium characteristics, is one of the most leading edge problems urgent to solve at present in the fields of thermophysics and even physics. In this program, the heat transport mechanism of the multiple energetic carriers at the femtosecond temporal scale, and the heat transport properties of the material interior and interface at the nanometer spatial scale are to be systematically investigated, through experiment as a dominant method, and theoretical analysis and numerical simulation as supports. Major tasks include: setting up a dual-wavelength femtosecond laser pump-probe system, substantially increasing the measurement precision (by 3 orders of magnitude), solving the problem of too low signal to noise ratio in the conventional single-wavelength system; simultaneously realizing the dynamic measurement of the heat transport characteristics at the femtosecond -nanometer resolutions with the aid of near-field optics, revealing the thermal rectification phenomenon at the solid-solid interface and the influence of the spatial-scale and structure on the thermal resistance of the interface; simulating the respective subsystems of the multi-energetic-carrier system by the method of solving BET, introducing and acquiring the relaxation time of the interaction between individual subsystems by experiment, revealing the physical mechanism of the heat transport process of the multi-energetic-carrier system. This program is to promote the perfection of the frame of heat transport theory at the femtosecond-nanometer scale, to provide scientific basis for solving the thermal design problems in the thermal management of high-frequency high-heat-flux micro-electronic components and in the ultra-short pulse laser micromachining.

英文关键词: femtosecond/nanometer scale;heat transport ;femtosecond laser pump-probe ;near-field optical system;interface

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

专知会员服务
42+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
103+阅读 · 2021年8月23日
专知会员服务
44+阅读 · 2021年8月5日
专知会员服务
55+阅读 · 2021年6月30日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
港中文《深度学习导论》2021课程,李鴻升老师讲授
专知会员服务
50+阅读 · 2021年1月21日
微软发布量子计算最新成果,证实拓扑量子比特的物理机理
微软研究院AI头条
0+阅读 · 2022年3月18日
这可能是冬奥会藏得最深的黑科技了
量子位
0+阅读 · 2022年2月18日
中国高校最强超算!上算引力波,下算光量子
量子位
0+阅读 · 2021年12月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
27+阅读 · 2018年4月12日
Arxiv
10+阅读 · 2018年2月17日
Arxiv
151+阅读 · 2017年8月1日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
专知会员服务
42+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
103+阅读 · 2021年8月23日
专知会员服务
44+阅读 · 2021年8月5日
专知会员服务
55+阅读 · 2021年6月30日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
港中文《深度学习导论》2021课程,李鴻升老师讲授
专知会员服务
50+阅读 · 2021年1月21日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员