纳米级热点非傅里叶热输运建模

本文解决了先进半导体器件热管理中的一个关键挑战。基于傅立叶定律的传统有限元方法 (FEM) 无法准确模拟纳米级热点中的热传输，导致温度预测不准确，并可能导致设计缺陷。作者弥合了计算成本高的分子动力学 (MD) 模拟（捕捉非傅立叶效应）与更实用的 FEM 之间的差距。他们引入了尺寸相关的热导率以提高 FEM 的准确性，并分解了热阻以了解其背后的物理原理。这项工作为将非傅立叶物理学纳入 FEM 模拟提供了一个有价值的框架，从而能够更准确地进行热分析和设计下一代晶体管。

• •使用体热导率的传统 FEM 低估了纳米级设备中的热点温度。
• •MD 模拟用于基准测试 FEM 并了解非傅立叶效应。
• •引入了尺寸相关的热导率 $κ_{\mathrm{best}}$ 以提高 FEM 的准确性。
• •热阻被分解以量化不同的热传输机制。
• •该框架能够更准确地进行下一代晶体管的热分析和设计。