硅是一种常见的半导体工业材料,它是现代电子、计算机工业的基石,也是微机电系统器件的主要原材料。然而,体态硅的导热系数较大,而导电系数又比较小,因此其热电材料的品质因数(ZT)也比较小,低维效应可以有效降低材料的热导率,从而提高ZT值。一维硅纳米线相对于体态硅具有较小的热导率,因此研究硅纳米线的热导率对于提高ZT值具有重要的意义。本文采用分子动力学模拟的方法对硅纳米线热传导进行了探讨。　　 采用非平衡态分子动力学方法研究了硅纳米线平放在基底上的轴向热导率,结果表明,基底的存在降低了硅纳米线的热导率,且随着温度升高,硅纳米线的热导率逐渐降低。通过改变硅纳米线与基底之间的范德华作用力强度,研究了基底约束对硅纳米线热导率的影响,在模拟尺寸范围内,结果表明,随着作用力强度的增加,纳米线热导率逐渐减小；基底维数的降低能进一步减小硅纳米线的热导率。　　 采用非平衡态分子动力学方法模拟了两根硅纳米线之间的接触热阻随温度、接触长度、接触强度、接触间隙及施加外力的变化关系。结果表明,单位面积的接触热阻在常温下约为10－9m2K／W。界面处的接触热阻随温度的升高和接触长度的增大而减小。界面处接触强度增大,接触热阻减小。通过改变纳米线之间的接触间隙可以验证接触热阻随接触强度变化关系,距离越大,接触强度越小,因此接触热阻也越大。在非对称外力作用下,接触热阻随外力的增大而增大,而在对称外力作用下,接触热阻随拉力的增大而增大,随压力的增大而减小。　　 以Si和Ge为例,研究了径向异质结构的Core／Shell纳米线。结果表明,无论Core与Shell采用Stillinger-Weber势还是Lennard-Jones势作用,Core／Shell异质结构纳米线的热导率均小于纯Si和纯Ge纳米线的热导率。Core／Shell异质结构纳米线的构造结构对热导率的影响较大,异质结构纳米线的热导率随着Core所占比例的减小而减小。　　 研究了表面粗糙度对硅纳米线热导率的影响,结果证明了通过提高硅纳米线的表面粗糙度来降低硅纳米线热导率的可行性。粗糙纳米线的热导率相对于光滑纳米线有明显的减小。粗糙度增大,纳米线的热导率减小,而粗糙度轮廓单元长度增大,硅纳米线热导率相应增大。