1、厚度在納米量級的薄膜作為功能組件和結構單元廣泛應用于納米技術、微電子與光電子技術等新興領域中，其導熱機理和導熱特性對于相關微器件與微結構的熱設計、熱管理有著重要意義。納米薄膜具有不同于宏觀材料的熱力學性質，通過實驗手段直接進行測量研究則由于試樣制備困難、儀器裝置復雜昂貴等多種困難而難以實施。本文采用分子動力學（MD）方法，研究了FCC結構的氬[001]納米薄膜的熱力學性質如熱導率、定容比熱等，并探討了快速加熱（飛秒激光加熱）在介質中的傳

2、播機理。本課題著重分析了熱傳導過程的兩個效應：尺度效應和熱波效應。
　　首先采用了平衡分子動力學(EMD)的方法對氬納米薄膜的熱導率進行了模擬。模擬結果顯示，x,y,z三個方向的熱導率隨著薄膜厚度的增加而遞減，存在明顯的尺寸效應，并且厚度z方向上的熱導率受薄膜厚度影響更大；熱導率隨溫度的升高而遞減，與實驗值的變化趨勢一致。采用三種不同的方法計算了聲子（晶格振動）的弛豫時間，分析了熱導率的尺寸效應的機理。
　　熱是以擴散方式還

3、是以波動方式傳播一直是人們關注的問題，熱波現(xiàn)象也是近幾十年的研究熱點。由于熱波的存在條件極為苛刻(時間和空間尺度都很小)，用常規(guī)的實驗方法難以進行研究，而分子動力學方法能夠較方便地模擬研究遠離平衡態(tài)的熱波問題。通過分子動力學模擬可以看到，飛秒激光加熱過程中產(chǎn)生明顯的熱波，熱波的傳播速度是1464m/s。
　　燒蝕閾值在飛秒激光加熱時非常關鍵，因為能流密度在燒蝕閾值附近時，材料表面加工質量比較好。通過分子動力學模擬，對不同厚度的薄膜