Hierarchical Modeling of Heat Transfer in Silicon-Based Electronic Devices
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A hierarchical model of heat transfer for the thermal analysis of electronic devices is presented. The integration of participating scales (from nanoscale to macroscales) is achieved by (i) estimating the input parameters and thermal properties to solve the Boltzmann transport equation (BTE) for phonons using molecular dynamics (MD), including phonon relaxation times, dispersion relations, group velocities, and specific heat, (ii) applying quantum corrections to the MD results to make them suitable for the solution of BTE, and (iii) numerically solving the BTE in space and time subject to different boundary and initial conditions. We apply our hierarchical model to estimate the silicon out-of-plane thermal conductivity and the thermal response of an silicon on insulator (SOI) device subject to Joule heating. We have found that relative phonon contribution to the overall conductivity changes as the dimension of the domain is reduced as a result of phonon confinement. The observed reduction in the thermal conductivity is produced by the progressive transition of modes in the diffusive regime (as in the bulk) to transitional and ballistic regimes as the film thickness is decreased. In addition, we have found that relaxation time expressions for optical phonons are important to describe the transient response of SOI devices and that the characteristic transport regimes, determined with Holland and Klemens phonon models, differ significantly.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».